拓扑绝缘体的体电子态具有能隙，由于自旋-轨道耦合和时间反演对称性保护，其表面（三维）或边缘（二维）存在零能隙的金属态。此金属态受块体物质能带的拓扑结构保护而稳定存在，并具有自旋与动量锁定的独特性质，其电子在任何情况下都不受非磁性杂质的散射。相对于三维拓扑绝缘体中的表面态只能避免180°的背散射，自旋相反的电子在二维拓扑绝缘体的边缘只能沿着两个相反的方向传输，其边界上的电子运动不再有能量耗散，其边缘态具有很低的电阻，内部绝缘体又防止漏电，在低功耗器件以及新型自旋电子器件中具有潜在应用价值，比三维拓扑绝缘体在应用方面更具优势。