粒的大比表面和表面原子结构不同所引起的。通常，纳米颗粒的表面能与其颗粒尺寸成反比。对于具有两种甚至更多结构的材料，尺寸相关的自由能将导致特定尺寸下的相稳定性转变。自由能降低促进晶体（通过原子堆积或取向附生）生长，而尺寸增加时相对相稳定性的变化又将再次引起相变。这些过程对天然系统中纳米颗粒的反应性和迁移性都将造成影响。已经明确识别的纳米颗粒尺寸相关现象包括：这些尺寸相关性质凸显出颗粒尺寸在纳米颗粒稳定性和反应性中的重要性。