当纳米颗粒的尺寸等于或小于光波的波长、导电电子的德布罗意波长、超导态的相干长度和透射深度时，其周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等学科，磁性和热力学性质显示出一种“新”现象。随着粒径的定量变化，在一定条件下会引起颗粒性质的质的变化。

　　粒径减小引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对于超细颗粒，其粒径减小，比表面积显著增大，从而产生以下特性：

　　1、特殊光学性质所有金属在超细粒子状态下呈黑色。尺寸越小，颜色越黑。银白色的铂(铂)变成了铂黑，金属铬变成了铬黑。可以看出，金属超细颗粒对光的反射率很低，通常小于1%，厚度在几微米左右，可以完全消光。利用这一特性，可以生产出高效的光热、光电转换材料，将太阳能高效地转化为热能和电能。此外，它还可用于红外敏感元件和红外隐身技术。

　　2、具有特殊热性能的固体材料，当其形态较大时，其熔点是固定的。但发现当粒径小于10nm时，熔点会显著降低。超细颗粒的熔点下降对粉末冶金工业具有重要的吸引力。

　　3、在对纳米材料的特殊磁性研究中，科学家们发现生活在水中的鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂和趋磁细菌等生物体内都含有超细的磁性粒子，这使得这些生物能够在地磁场的指引下辨别方向，并具有回归能力。

　　4、纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂的特殊力学性能。研究表明，人类牙齿具有高强度，因为它们是由纳米材料如磷酸钙制成的。含有纳米颗粒的金属硬度是粗晶粒金属的3-5倍。金属-陶瓷复合纳米材料可以在更大范围内改变材料的力学性能，其应用前景十分广阔。小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电约束是纳米颗粒和纳米固体的基本特征。这些影响导致纳米材料在熔点、蒸气压、光学性能等方面具有特殊的物理化学性质。