علت تغيير خواص در ابعاد نانو متر به طور کل دو عامل اصلي براي تغيير خواص مواد در ابعاد نانو وجود داره 1.اثر سطحي 2.اثر کوانتومي اثر سطحي بين اتم هايي که روي سطح يک جسم هستند و اتم هايي که در داخل هستد تفاوت وجود دارد. اتم هايي که در داخل هستند به دليل عدد همسايگي بيشتر(تعداد اتم هاي اطراف آن بيشتر است) ،ظرفيتشان کامل است و تمايلي به انجام واکنش ندارند. اما اتم هايي که روي سطح هستند به دليل اينکه با تعداد اتم هاي کمتري در ارتباط هستند ممکن است تعدادي پيوند ناقص يا کامل نشده داشته باشند بنابر اين واکنش پذيري آنها نسبت به اتم هاي داخل ماده بيشتر است با ريز شدن ابعاد ماده و رسيدن به ابعادنانو ، و به تبع آن اتم هاي روي سطح ماده نيز افزايش مي يابد و در نتيجه ماده به شدت ناپايدار مي شود. همان طور که مي دانيد در طبيعت تمام موجودات به سمتي مي روند که پايدار باشند و سطح انرژي کمتري داشته باشند، ماده اي که به ابعاد نانو رسيده به دليل ناپايداري زياد تمايل دارد با روش هاي مختلف به سمت پايداري برود که اين پايدار شدن منجر به تغيير خواص مي شود. يکي از اين روش ها تغيير آرايش اتمي است اثر کوانتومي کوانتوم در لغت به معني گسسته است از کميت هاي فيزيکي گسسته مي توان به بار الکتريکي که مضرب صحيحي از بار الکتريکي يک الکترون است اشاره کرد ساختار انرژي اتم ها متشکل از تراز هاي انرژي است اما ساختار انرژي مواد ماکروسکوپي و معمولي به صورت نوار انرژي است . در اتم هاي مختلف فاصله تراز ها با يک ديگر متفاوت است بسياري از خواص ماده تابع ساختار انرژي آن است و با تغير ساختار انرژي خواص نيز تغيير مي کند حال فرض کنيد مي خواهيم يک ماده معمولي با ابعاد مشخص را ريز کنيم و به ابعاد نانو برسانيم. هنگامي که يک ماده ريز مي شود در واقع اتم هاي آن کاهش مي يابد. اتم که از ماده جدا مي شود تراز انرژي مربوط به آن از ساختار نواري جدا مي شود زير يک ابعاد مشخص تعداد اتم ها و تراز هاي انرژي به قدري کم مي شود که دوباره نوار انرژي تبديل به تراز انرژي مي شود. پس با ريز شدن و رسيدن به ابعاد نانو علاوه بر افزايش سطح دومين اتفاق، گسستگي نوار هاي انرژي و تبديل به تراز انرژي است برخي خواص مثل:تغيير رنگ قدرت جذب امواج، با گسسته شدن تراز ها توجيه مي شود
