磁性金属、合金以及半导体一般都有磁电阻（英文是Magnetoresistance; MR）现象，即在一定磁场下电阻发生增大或减小的现象。一般磁电阻变化大小不超过2%～3%，而巨磁阻则不同，磁场只引起电阻减小，其减小的幅度比磁性金属和合金材料的磁电阻值要大几十到千余倍。

巨磁阻效应最初是法国的学者A.费尔（Albert Fert）1988年在研究在磁性材料和非磁性材料Fe/Cr相间的薄膜层（几个纳米厚）时发现的，他发现加磁场引起的电阻减小超过了50%，比一般的MR值大很多。1993年，德国学者P.格林贝格尔（Peter Grunberg）等人又在类钙钛矿结构的稀土锰化物中发现了磁阻变化更大的超巨磁阻效应（也称庞磁矩效应，即Colossal magnetoresistance; CMR），其CMR值比GMR的值还要大，可达10³～10⁶。

研究发现产生巨磁阻效应的材料可以分成四大类。①多层膜金属超晶格型，强磁性金属层（Fe、Co、Ni及合金）与非磁性导体层（Cu、Ag、Au、Cr等）的交替堆积结构；②纳米颗粒分散，磁性纳米颗粒（Fe、Co、Ni等）分散在非磁性导体（Cu、Ag、Au、Pd等）的母体中的结构；③隧道型，强磁性薄膜层（Fe、Co、Ni等）与非磁性绝缘体薄膜层Al₂O₃、Fe₂O₃等的交替结构；④氧化物磁性体，掺杂稀土锰化物的La_1-xCa_xMnO_x的磁性氧化物单层膜（LCMO）。

巨磁阻效应可以用电子上下自旋模型来解释，材料的电输运可以看成是由上旋电子和下旋电子并联回路组成，材料中独立的原子磁矩、分子磁矩或磁畴磁矩方向与电子自旋磁矩方向相同时引起的电阻小，反之则大。外加磁场可以使材料中的磁矩平行排列，从而大幅度减少了对上旋电子或下旋电子的阻力，从而产生巨磁阻效应。

GMR可以应用到微弱磁场强度测量、超灵敏磁头、高密的磁记录，GMR技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术，具有重要的应用价值。此外在研究巨磁阻效应的过程中，迅速发展起来一门新兴的学科——自旋电子学（Spintronics），自旋电子学包括磁电子学与半导体自旋电子学两个方面。