量子隧穿效应是量子力学特有的现象，指微观粒子能量低于势垒高度时，仍有概率穿透势垒的过程，这在经典力学中完全不可能发生。该效应的核心源于微观粒子的波粒二象性，粒子状态由波函数描述，即便能量不足，势垒内的波函数也不会立即归零，对应粒子穿透势垒的概率。而隧穿概率会随势垒的高度提升、宽度增加呈指数级下降，因此宏观世界中几乎观测不到这一现象。
1928年，乔治·伽莫夫率先用隧穿效应解释α衰变，奠定理论基础；1957年，隧道二极管的发明实现了该效应的器件化应用。如今，它广泛支撑扫描隧道显微镜、量子计算约瑟夫森结等技术，更是太阳核聚变的关键机制。
