正是由於納米粒子敞開了胸懷，才使得它具有了各種各樣的特殊性質。我們知道原子之間相互連接靠的是化學鍵，表麵的原子由於沒能和足夠的原子連接，所以它們很不穩定，具有很高的活性。用高倍率電子顯微鏡對金的納米粒子進行電視攝像，觀察發現這些顆粒沒有固定的形態，隨著時間的變化會自動形成各種形狀，它既不同於一般固體，也不同於液體；在電子顯微鏡的電子束照射下，表麵原子仿佛進入了“沸騰”狀態，尺寸大於10納米後才看不到這種顆粒結構的不穩定性，這時微顆粒具有穩定的結構狀態。超微顆粒的表麵具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化和燃燒。如果要防止自燃，可采用表麵包覆或者有意識地控製氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層。
概括一下，納米顆粒具有如下一些的特殊性質一
光學性質
納米粒子的粒徑(10～100納米)小於光波的波長，因此將與入射光產生複雜的交互作用。納米材料因其光吸收率大的特點，可應用於紅外線感測材料。當黃金被細分到小於光波波長的尺寸時，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態都呈現為黑色。尺寸越小，顏色愈黑，銀白色的鉑(白金)變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常可低於1％，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性，可以將納米粒子製成光熱、光電等轉換材料，從而高效率地將太陽能轉變為熱能、電能。此外，又有可能應用於紅外敏感元件、紅外隱身技術等。
熱學性質
固態物質在其形態為大尺寸時，其熔點往往是固定的，超細微化後，卻發現其熔點將顯著降低，當顆粒小於10納米量級時尤為顯著。例如，金的常規熔點為1064℃，當顆粒尺寸減小到10納米時，熔點則降低27℃，2納米時的熔點僅為327℃左右；銀的常規熔點為670℃，而超微銀顆粒的熔點則可低於100℃。因此，超細銀粉製成的導電漿料可以進行低溫燒結，此時元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超細銀粉漿料，可使膜厚均勻，覆蓋麵積大，既省料又具有高質量。日本川崎製鐵公司采用01～1微米的銅、鎳超微顆粒製成導電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點下降的性質對粉末冶金工業具有一定的吸引力。例如，在鎢顆粒中附加01％～05％重量比的超微鎳顆粒後，可使燒結溫度從3000℃降低到1200～1300℃，以致可在較低的溫度下燒製成大功率半導體管的基片。
磁學性質
人們發現鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領。磁性超微顆粒實質上是一個生物磁羅盤，生活在水中的趨磁細菌依靠它遊向營養豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細菌體內通常含有直徑約為2納米的磁性氧化物顆粒。這些納米磁性顆粒的磁性要比普通的磁鐵強很多。生物學家研究指出，現在隻能“橫行”的螃蟹，在很多年前也是可以前後運動的。億萬年前螃蟹的祖先就是靠著體內的幾顆磁性納米微粒走南闖北、前進後退、行走自如，後來地球的磁極發生了多次倒轉，使螃蟹體內的小磁粒失去了正常的定向作用，使它失去了前後進退的功能，螃蟹就隻能橫行了。
力學性質
陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓製成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因為納米材料具有大的界麵，界麵的原子排列是相當混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此納米陶瓷材料能表現出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學性質。美國學者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強度，是因為它是由磷酸鈣等納米材料構成的。至於金屬一陶瓷等複合納米材料，則可在更大的範圍內改變材料的力學性質，其應用前景十分寬廣。