人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。早期曾用来解释纳米镍粒子在低温继续保持超顺磁性。来人们发现Fe－Ni薄膜中畴壁运动速度在低于某一临界温度时基本上与温度无关。于是，有人提出量子理想的零点震动可以在低温起着类似热起伏的效应。从而使零温度附近微颗粒磁化矢量的重取向，保持有限的驰豫时间，即在绝对零度仍然存在非零的磁化反转率。宏观量子隧道效应的研究对基础研究及实用都有着重要的意义，它限定了磁带、磁盘进行信息贮存的时间极限。量子尺寸效应，隧道效应将会是未来电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限。当电子器件进一步细微化时，必须要考虑上述的量子效应。
上述的量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特性。除此之外，纳米材料还有在此基础上的介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。这些特性使纳米微粒和纳米固体表现出许多奇异的物理、化学性质，出现一些“反常现象”。例如金属为导体，在低温时纳米金属微粒由于量子尺寸效应会呈现电绝缘性；一般PbTiO3，BaTiO3和SrTiO3等是典型铁电体，但当其尺寸进入纳米数量级就会变成顺电体；铁磁性的物质进入纳米尺度（～5nm）时，由多畴变成单畴，于是显示极强顺磁效应；当粒径为十几纳米的氮化硅微粒组成了纳米陶瓷时，已不具有典型共价键特征，界面键结构出现部分极性，在交流电下电阻很小；化学惰性极高的金属铂制成纳米粒子（铂黑）后，却成为活性极好的催化剂；金属由于光反射现象呈现出各种美丽的颜色，而金属的纳米粒子光反射能力显著降低，通常可低于1%，由于小尺寸和表面效应使纳米粒子对光吸收表现极强能力；由纳米粒子组成的纳米固体在较宽谱范围显示出对光的均匀吸收性，纳米复合多层膜在7～17GHz频率的吸收峰高达14dB，在10dB水平的吸收频宽为2GHz；颗粒为6nm的纳米Fe晶体的断裂强度较之多晶Fe提高12倍；纳米Cu晶体自扩散是传统晶体的1016至1019倍，是晶界扩散的103倍；纳米金属Cu的比热是传统纯Cu的两倍；纳米固体Pd热膨胀提高一倍；纳米Ag晶体作为稀释致冷机的热交换器效率较传统材料高30%；纳米磁性金属的磁化率是普通金属的20倍，而饱和磁矩是普通金属的1/2。
量子隧道效应是一种量子力学现象，描述的是粒子能够通过经典力学中无法穿越的势垒。这一效应的发展始于20世纪初，以下是一些关键时刻和发展：
量子力学的发展（1920年代）： 量子力学的建立为量子隧道效应的理论奠定了基础。早期的量子力学由著名的物理学家如玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔等共同创立。
薛定谔方程（1926年）： 薛定谔方程是描述微观粒子行为的基本方程。这个方程的解表明了粒子具有波粒二象性，为理解隧道效应提供了理论支持。
隧道效应的初步理论（1928年）： 赫尔曼·穆勒首次提出了隧道效应的理论，他研究了电子穿越势垒的可能性，并提出了与此相关的数学表达式。
量子力学的发展（1930年代至1950年代）： 随着量子力学的不断发展，对微观世界的理解逐渐深化，为解释隧道效应提供了更为精确的理论框架。
宽势垒理论（1950年代）： 人们逐渐开始对更复杂的势垒进行研究，引入了宽势垒理论，该理论考虑了势垒的宽度对隧道效应的影响。
扫描隧道显微镜（STM）的发明（1981年）： 发明了STM，这是一种基于隧道效应的显微镜。STM的出现推动了对隧道效应的研究，并使科学家们能够直接观察到和操作单个原子。
量子点和量子阱的研究（1980年代至今）： 隧道效应在纳米尺度上的应用变得越来越重要，尤其是在量子点和量子阱等纳米结构中，这些结构的设计和制备在光电子学和量子计算领域有广泛的应用。