造成反常霍尔-佩奇现象的原因是：当晶粒尺寸小于某临界值时，金属材料塑性变形过程中的物理机制发生了转变；当晶粒尺寸较大时，材料通过晶内位错滑移实现塑性变形，此时晶界等缺陷被视为位错运动的主要阻碍。随晶粒尺寸减小至纳米量级，晶界缺陷密度大幅度提高，晶内位错运动受阻碍增加，导致材料硬度（或强度）提高。当晶粒尺寸低于临界尺寸时，位错运动已无法协调塑性变形，此时晶界协调的软化变形机制（如晶界迁移、晶粒转动、晶界扩散等）将会主导塑性变形。因此，随着晶粒尺寸的进一步减小，金属材料的硬度（或强度）将保持不变或者降低。另外，多层膜结构和纳米孪晶结构金属材料中也存在类似的硬度（或强度）的尺度效应。但不同结构类型的金属材料硬度（或强度）保持不变或者降低的现象可能涉及的变形机制和物理概念不同。

反常霍尔-佩奇现象在纳米晶体合金材料中已有实验观察，但在纳米晶体纯金属材料中尚无可靠实验证据，仅有计算模拟结果。反常-霍尔佩奇现象的研究不仅可以深化对极小特征尺寸纳米金属变形行为与机制的理解，也可为金属材料的力学性能设计提供理论依据。研究不同类型金属材料的反常霍尔-佩奇现象因涉及极小特征尺寸样品的制备及其结构稳定性的研究而极具挑战性。