金属纳米线可以将入射光波能量转化为金属表面等离激元振荡，是典型的表面等离激元波导之一。由色散关系可知，自由空间入射光的动量与表面等离激元的动量之间存在一定的失配量，因此金属纳米线在激发过程中，需要引入补偿机制以实现动量匹配，金属纳米线常见的激发方式包括：Kretschmann棱镜激发、透镜聚焦、介质纳米波导近场耦合、量子点或纳米颗粒激发、电子束激发，最高耦合效率可达90%以上。

由于具有突破衍射极限的光场约束能力、新颖的色散和偏振等特性，金属纳米线在等离激元线路、量子光学、受激拉曼散射、传感、激光等方面显示出特殊的应用前景。已报道的基于金属纳米线表面等离激元的光子学应用包括组建微纳分束器、耦合器、路由器、干涉器、谐振器等无源器件，以及单光子辐射增强、自发辐射调控、高灵敏传感和纳米尺度光激射等。

在可见光或近红外波段金属纳米线用于表面等离激元波导时具有较大的欧姆损耗，传输损耗和发热问题明显，使其在实际应用方面受到限制。在金属纳米线周围引入增益介质或者利用介质-金属纳米线复合结构等来补偿或者回避其传输损耗，可在一定程度上解决这一问题。

此外，由于其微小的尺度、优异的导电性和柔韧性，金属纳米线还被用于制作性能优异的透明导电薄膜，在柔性显示、薄膜太阳能电池等方面具有良好的应用前景。