超导体的三大基本特性：零电阻，完全抗磁性，量子隧穿效应。超导，全称超导电性，指导体在某一温度下，电阻为零的状态。1911 年荷兰物理学家H·卡茂林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K 附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。1933 年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个重要的性质球盟会官方网站——完全抗磁性。完全抗磁性是指将超导体会把原来处于体内的磁场排挤出去，使其内部的磁感应强度为零。1962 年，约瑟夫森（BrianD.Josephson）预言，在薄绝缘层隔开的两种超导体之间有电流通过，即有“电子对”能“穿过”薄绝缘层（量子隧穿），而超导结上并不出现电压，这个预言随后被证实，这一现象被称为量子隧穿效应。

　　超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象，是典型的量子材料。超导材料的探索主要经历了几个阶段：1911∼1986 年，是低温超导材料发展阶段，1986 年发现铜氧化物高温超导体，2021 年发现临界转变温度为39K 的金属化合物MgB₂超导体，2008 年发现铁基超导体。此外，自从超导材料被发现以来，人们就没有停止过对“室温超导”的向往与探索。

　　超导最常见被分类为超温超导，高温超导。超导体的分类没有统一的标准，最常见的分类方法是按临界温度划分为低温超导，高温超导。超导物理中将临界温度在液氦温区(4.2K)的超导体称为低温超导体，也称为常规超导体，譬如目前商业化的NbTi、Nb₃Sn；将临界温度在液氮温区(77K)的超导体称为高温超导体，譬如YBa-Cu-O 超导体。

　　超导现象是宏观量子效应。20 世纪初期，许多顶级的理论物理学家都试图从量子力学基础上理解超导电性，但最终并没有获得成功，直到超导发现近50年后，超导微观理论才被建立。在最初对超导电性的认识过程中，唯象理论起到了非常重要的作用。其中最著名的是前苏联物理学家金茨堡（Ginzburg）和朗道（Landau）于1950 年建立的金茨堡-朗道理论（简称G-L 理论）。随后，1957 年美国科学家巴丁（J.Bardeen）、库珀（per）和施里弗（J.R.Schrieffer）成功建立了常规金属超导体的微观理论，简称BCS 理论，它把超导现象看作是宏观量子效应，成功地解释了金属或合金超导体的超导电性微观机理。BCS 理论的核心思想在于：两个动量相反、自旋相反的电子，可以通过交换原子晶格振动量子——声子而产生间接吸引相互作用，从而组成具有能隙的低能稳定态——超导态。但时至今日，非常规超导微观机理，仍然几乎是一片混乱和未知。

　　在应用领域方面，超导体因为具有绝对的零电阻和完全的抗磁性两大特性，在所有涉及电和磁的领域都有超导体的用武之地，应用领域广泛，包括电子学、生物医学、科学工程、交通运输、电力等领域。

　　超导材料大规模应用受到多重限制。纵然超导应用潜力巨大，但超导材料的实现有严格的条件。限制超导应用有三个临界参数：临界温度、临界磁场和临界电流密度，这意味着超导电性必须在足够低的温度、不太高的磁场和不特别大的电流密度下才能实现。一旦突破某个临界参数，材料有可能瞬间从零电阻变成有电阻的状态，从而失去超导性能。三个临界参数中后两者决定了它的应用场景范围，而临界温度则是应用的最大瓶颈。因为低温就意味着在应用超导体的同时，还面临着高昂的制冷成本。因此，科学家们在研究超导的过程中，一直在努力提高超导材料的临界温度，其中“三重天花板”是重点突破的目标。