次的精细结构可以通过这种方式产生。此种控制方式可以把电子束缚在一定空间里，产生量子阱（）和量子点（）。上述的“层”对于很多现代的半导体器件十分关键，包括激光二极管和发光二极管。有的系统需要冷却底层。生长室的超高真空环境必须使用一个低温泵（）来维持，而液氮或低温氮气可以使内部温度冷却到77开尔文（−196摄氏度）。低温环境可以进一步降低真空中杂质的含量，为沉积薄膜提供更好的条件。在其他系统里，晶体生长的晶圆可能会被安装在一个旋转的圆盘上，这个圆盘可以被加热到几百摄氏度。分子束外延也曾被用于某些种类有机