由于量子限制效應，量子點的電子及光學特性具有獨特的粒徑依賴性。目前很多學者已系統研究了不同大小、形狀及組成成分的量子點，這些基礎理論廣泛應用于太陽能電池、光電子晶體管、熒光生物標記等領域。

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量子點是由硒化鎘（CdSe）、碲化鎘（CdTe）、硫化鎘（CdS）、硒化鋅（ZnSe）、磷化銦（InP）或砷化銦（InAs），或是CdSe核上包裹一層ZnS或CdS組成的納米晶或半導體納米晶。當半導體材料吸收1個含有能量大于其頻帶間隙的光子時，1個電子則從價電子帶激發到傳導帶，留下1個帶正電荷的空穴，形成電子-空穴對，1個電子-空穴對叫作1個激發子。激發子就像人工原子，半徑在1～10nm，其大小依賴于半導體的性質。由于半導體晶體大小和激發子的大小相似，因此強烈的量子限制效應改變了激發子特性，隨著晶體大小的減小，激發子的運行更像一個盒中粒子。

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在三維空間表現出強烈的量子限制效應的半導體納米晶被稱為量子點。電子和空穴結合產生光，光波的長度主要通過測定量子點的大小來確定，現有的技術可以制備出大小特別均一的量子點，且其產生的光波帶寬度在10～50nm。