微纳器件的表面积与特征尺度的平方成正比，其体积与器件的特征尺度立方成正比，故其比表面积与器件的特征尺度成反比。

分子、原子、离子聚集成各种固体、液体或气体状态的物质，成为宏观世界构成的基础。当某种物质处于一种相态时，一般说来，这些物质的各部分有均匀的物理化学性质。然而，这只是对物质内部来说。在物质表面的那些组元，所处的环境和所受的相互作用情况与在物质内部的组元有所不同，这就造成物质的表面和内部的性质有所不同。对于气体来说，组元之间并不密集，表面效应不大。对于液体和固体，就会表现出表面效应。表面效应表现在处于物质表面的一层组元上，对于一般的宏观物体，表面一层的组元在组元总数中只占很小的比例，表面效应完全可以忽略。但是对于体积很小的凝聚态微粒或微纳流体器件，表面效应有时就相当重要，可以用处于表面的组元数和组元总数之比作为描述表面效应程度的系数。当微粒和微纳流体器件尺度不断减小时，系数不断加大，当研究问题的特征尺度小到纳米范围时，系数明显增大。

微机电系统和微纳流体器件中的表面效应主要体现在当比表面积变大时，表面力凸显，如表面张力、电双层等表面效应显著、表面出现速度滑移和温度跳跃等现象。

在支配物理现象的所有作用力中，长度尺度是表征作用力类型的基本特征量。体力以特征尺度的三次幂标度，而表面力则依赖于特征尺度的一次幂或二次幂。由于对应于幂次的斜率不同，随着尺度的变化，体力和面力必有交点。生物学研究的经验与观察表明，分界点大致在毫米量级。微机电系统中积累的经验也显示出表面力在比毫米更小的尺度中起主要作用。例如，作用在直径为100微米的微马达上的摩擦力主要是由表面力导致的，因为当在转子底面设置凸点以减小转子与衬底之间的接触面时，转子更易启动。

除了表面力较大外，表面积和体积之比也很大，这是微器件的又一个固有特征。通常该比值与器件较小的横截面长度成反比。在微机械器件内部，几何特征尺度大约是1微米量级。因此与宏观器件相比，微器件中的表面积和体积之比要大得多，这更加强化和突出了表面力和其他表面效应的作用。在微流动中，表征黏性力和惯性力之比的雷诺数通常都很小。然而以气体作为流动介质的微器件在其特征尺度接近平均自由程的尺度量级时，尺度已小至需对气体的黏性作用加以修正的地步。对于大克努曾数流动，表面上的流动速度呈现滑移，因此表面黏性剪切应力也大为减小。还有一些情况是流动本身而不是边界条件需要修正的情形。例如，大多数固体表面都有表面静电电荷，通过吸引流动液体中的离子而形成电双层。电双层的厚度约有数纳米至数百纳米，接近微流动的特征尺度量级。此时，整个流动都会受到该带电层的影响。

微机电系统中的流动因一些表面力作用而出现了一些新现象，这些表面力在宏观尺度的流动中通常被忽略了。这些表面力都来自分子间的相互作用力，而且即使分子间的基本作用力本质上是短程（<1纳米）力，但其累积效果可导致大于0.1微米的长程作用，如液体的表面张力效应等。