当纳米微粒的尺寸接近或小于特定物理特征尺寸时，如光的波长、电子路易·德布罗意波长、超导相干波长和透射深度等，它们的周期性边界条件会受到破坏。这些纳米微粒及其组成的纳米固体表现出与传统固体不同的特殊物理特性，包括声、光、热、电、磁和热力学等方面的性质。其中一个重要的因素就是表面和界面效应。

随着纳米微粒粒径的减小，其比表面积显著增大，表面原子的数量占比也随之增加。例如，当粒径为10nm时，表面原子的比例可达50%，而粒径为1nm时，几乎所有的原子都在表面上。这种巨大的表面增加了纳米微粒的表面自由能、剩余价和剩余键力。表面原子的键态失配，形成多个活性中心，表面台阶和粗糙度增加，从而导致纳米微粒的化学性质与化学平衡体系产生差异。这些差异被称为纳米微粒的表面效应。此外，在电镜研究中发现，纳米微粒的微观结构因表面效应而持续变化，呈现出多种结构形式和电子能谱的变化。

纳米固体由纳米微粒组成，其结构状态介于长程有序的晶态固体和长程无序短程有序的非晶态固体之间。格莱特提出，此类固体的晶界具有类似于气体的高活性和可移动性结构。纳米固体由颗粒组元和界面组元构成，后者占据的体积百分数随颗粒粒径的不同而变化。例如，当颗粒粒径为5-50nm时，界面组元约占总体积的50%-30%。由于界面组元的增加，纳米固体中的界面自由能显著提高，界面的离子价态、电子运动传递等相关性能发生重大变化，这被称为纳米固体的界面效应。