纳米微晶材料是H.Gleiter提出的，这类固体是由（至少一个方向上）尺寸为几个纳米的结构单元（主要是晶体）所构成的。在这种材料中晶界原子占很大比重，很多原子位列于不规则的晶界处，其原子密度及配位数远远偏离了完整晶体结构，因此纳米微晶材料是一种非平衡态的结构，其中存在大量晶体缺陷。

纳米微晶材料力学性能远高于其通常的多晶状态，而且霍尔佩奇公式也不再适用。纳米微晶颗粒之间能产生量子运输的隧道效应、电荷转移和界面原子耦合等作用。