纳米颗粒一般为球形或类球形，它的尺度大于原子团簇，小于通常的微粒。通常用透射电子显微镜测量纳米颗粒的尺寸，其尺寸小于红细胞的千分之一，是细菌的几十分之一。纳米颗粒是零维纳米材料的代表，由于其在尺寸比表面积方面的特殊性以及量子尺寸效应的存在，具有不同于常规固体材料的特殊物理化学性质。纳米微粒尺寸小，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加，而表面的原子由于大量悬键的存在而能量较高，发生化学反应的活性较强。纳米颗粒量子化效应产生的离散能级易处于激发态，产生带电原子团簇（存在过剩电子或空穴）。这种原子团簇具有强烈的氧化还原性质，而且纳米颗粒的特殊性能还使其具有催化产生自由基等高活性基团的能力。此外，当尺寸减小到数个至数十个纳米时，原来是良导体的材料会变成绝缘体，原来是典型共价键无极性的绝缘体电阻大幅下降转变为导体，原来是P型的半导体可能变为N型半导体。