量子效应包括量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。
(1)量子尺寸效应。大块材料的能带可以看成是连续的，而介于原子与大块材料之间的纳米材料的能带将分裂为分立的能级。能级间的间距随颗粒尺寸的减小而变大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时就会呈现出一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应。如导电的金属在纳米颗粒状态时变成绝缘体，磁矩的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会发生反常变化等。
(2)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米金属粒子也具有这种效应，故称为宏观量子隧道效应。
