納米材料是指材料的尺寸處於1～100nm範圍內的金屬、金屬化合物、無機物或高分子的顆粒。這些納米級的顆粒顯示出許多奇異的性能，這些性能既不同於通常的大塊材料，也不同於單個原子狀態的特性。納米科學領域，包括納米技術和納米顆粒的製備方法，觀測它們的奇異特性，各種納米顆粒合成的納米固體以及固體內的成份分布及納米固體的新特性與有關的應用。
從19世紀60年代開始，納米材料的發現是在膠體溶液中，它們是直徑為1～100nm的粒子。科學家指出，直徑小於1nm的顆粒是由10個原子構成，稱為原子簇團。固體的納米材料首先是由德國薩利侖特斯大學的H．格利特（H．Gleiter）教授所領導的研究組在1984年製成，他們是用6nm（納米）鐵粉壓成納米固體。1986年，H．格利特宣稱，納米固體是一種具有奇異結構類型的固體，而且指出，在納米顆粒的直徑為2～10nm的顆粒中，其原子數目一般為100～1000個，其中，有50％的體積為按不同方向排列的界麵原子。
這樣組合而成的材料，表現出這種材料既不同於晶態，也不同於非晶態。在納米粉末方麵，性質上顯現出一連串奇異的物理特性，如金屬的納米粒子並不反光而且吸收光，一般金屬粉末在不同程度上都具有反射光的性質，而呈現白色或灰色。而納米金屬粒子都很黑，不反光，說明具有很強的吸光特性。
另外，納米金屬粒子的熔點明顯的比金屬粉末低，如10納米的鐵粉，熔點比鐵低33℃，即從1526．5℃降為1493．5℃。納米金粉降低27℃，即從1063℃至1036℃。其粒度越細，熔點下降越顯著。在光學、電學、磁學、熱學等方麵均與同類的塊體材料不同。而且對於同一物質，即便有同樣粒度，也會由於製備方法、所處的環境和測量方法的不同而得到不同的特性。
1982年，G．賓寧格（G．Binnlg）和H．羅爾（H．Rohrer）發明了掃描隧道顯微鏡（STM）。這種顯微分析技術可以直接觀察到原子，為開展納米材料的研究創造了有利條件。到20世紀80年代末，掃描隧道顯微鏡不僅是一種觀測的工具，而且，還可用來排布原子。為此，G．賓寧格和H．羅爾在1986年獲得諾貝爾獎。這種掃描隧道顯微鏡的價格僅為電子顯微鏡的1/10，但其放大倍數要比電子顯微鏡大10倍以上。我國的科學家已經成功地製造了這類儀器，而且它已進入了國內某些實驗室。
1989年，美國斯坦福大學的阿爾希勒奇在晶態石墨表麵搬走了原子因，寫下了“Stanforduniversty”的字樣。1990年，美國IBM公司的埃格勒博士在零下296℃的Ni表麵用35個氫原子排出了“IBM”的字樣，1991年，日本電光學有限公司在矽表麵上搬走原子寫下了“CEOL”（公司的縮寫）。1993年12月，中科院北京真空物理實驗室的寵世瑾教授在矽表麵搬走了原子，寫下了“中國”的字樣。短短幾年中，美、日、中三國已掌握了搬動原子的納米技術，所寫的字母大小是一個標點符號的1/500000，表明人類按需要排布一個個原子的技術成為可能。查德·費因曼的夢想變成現實已不是遙遠的事情了，人類打開多姿多彩的原子、分子世界的時代即將到來。隨著納米技術的發展，為開發原子級存貯技術，打下了有利的基礎。如果將某種存貯材料的原子一個個地按預想的方式進行排列，幾個原子一組作為一個存貯單元，根據設計的功能，進行合理布局，這樣就可以使單位麵積（或單位體積）的存貯材料的容量提高幾個數量級。這樣，飛速發展的計算機技術就會如虎添翼，超高速的計算機將遍地開花。