将物体的表面积与体积之比称为物体的“比表面积”。这个数据对纳米材料的性质有重要影响。一般球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径的立方成正比,故其比表面积与直径成反比。随着颗粒直径的变小,比表面积将会显著增大,说明表面原子的大小所占的百分比将会显著增加。例如,直径大于0.1微米的颗粒,表面效应可忽略不计,而当尺寸小于0.1微米时,其表面原子的百分比急剧增长。甚至1克的超微颗粒,表面积的总和可高达100平方米,这时的表面效应将不容忽略。超微颗粒的表面与大颗粒物体的表面是十分不同的。若用高倍率电子显微镜对金属超微颗粒进行电视摄像和实时观察,就会发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自动形成各种形状(如立方八面体、十面体、二十面体)。这种状态既不同于一般固体,又不同于液体,这是一种准固态。在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态。尺寸大于10纳米后就看不到这种颗粒结构的不稳定性,故大于10纳米的微颗粒具有稳定的结构状态。
对超微颗粒而言,尺寸变小,其比表面积必然显著增加,从而产生出种种奇异的性能。