de yıllarca, herhangi bir azalma olmadan devam edebildiğini göstermiştir. (Yaklaşık 100,000 yıl olarak tahmin edilmektedir.) Teorik kanıtlar ise evrenin ömründen bile uzun bir zaman sürebileceğini ileri sürer.

Normal bir iletkende bir elektrik akımı, iyonik bir örgü içerisinde hareket eden elektron yığını olarak düşünülebilir. Elektronlar örgüdeki iyonlarda sürekli çarpışma halindedir, ve her çarpışmayla elektrik akımının taşıdığı enerjinin bir kısmı örgü tarafından emilir ve ısıya dönüştürülür, ki bu da iyon örgüdeki titreşimsel kinetik enerjiyi oluşturur. Sonuç olarak, akımın taşıdığı enerji sürekli dağılmaktadır. Bu dağılım elektriksel direnç ve Joule ısınmasını oluşturur.

Bu durum bir süperiletkende farklıdır. Bilinen bir süperiletkende, elektron yığını ayrı elektronlara dağılamaz. Bunun yerine, "" adı verilen eşler halinde bulunurlar. Bu eşlenmenin sebebi elektronlar arasında fonon alışverişi sonucunda oluşan çekim kuvvetidir. Kuantum mekaniği sebebiyle, bu Cooper eşlerinin enerji spektrumunda bir "enerji boşluğu" bulunur, yani yığını uyarılmış hale getirmek için ihtiyaç duyulan enerji değişimi minimumdur. Eğer bu enerji değişimi örgünün termal enerjisinden daha büyükse, "kT" formülünden hareketle ("k," Boltzmann sabiti; "T," sıcaklık) elektron yığını örgü tarafından parçalanmayacaktır. Cooper eşleri yığını bu sebepten dolayı bir "süperakışkan"dır, elektron kaybı olmadan hareket edebilir.

Süperiletkenliğe geçmek için ihtiyaç duyulan sıcaklığın fazla altında olmayan ortamlarda, oluşum sebebini akımın kendisinden de alabilecek bir manyetik alan ve bir elektrik akımı uygulandığında 2. Tip süperiletkenler aşırı derecede az bir direnç gösterir. Bunun sebebi elektronik süperakışkanda bulunan manyetik vortekslerin hareketidir. Bu vorteksler elektrik akımının enerjisinin bir kısmını azaltır. Eğer elektrik akımı çok azsa, vorteksler yerleşik hal alır ve direnç ortadan kalkar. Bu efektle oluşan direnç, süperiletken olmayan maddelerin oluşturacağı dirençten çok daha azdır ancak hassas deneylerde gözden çıkarılmamalıdır. Buna rağmen sıcaklık, süperiletkenliğe geçiş sıcaklığının çok altına inerse manyetik vorteksler düzensiz ama yerleşik bir konuma sabitlenebilir, bu konumda maddenin direnci tamamen sıfırlanır.

Süperiletken maddelerde karakteristik özellikler maddenin sıcaklığının kritik sıcaklığın altına inmesiyle görülmeye başlar. Bu kritik sıcaklığın değeri maddeden maddeye değişir. Bilinen süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları genelde 20 Kelvin ile 1 Kelvin arasında değişir. Örneğin katı cıvanın kritik sıcaklığı 4,2 Kelvin’dir. 2009’daki bir ölçüme göre, bilinen bir süperiletken için en yüksek kritik sıcaklık, 39 Kelvin ile magnezyum diborit’e aittir ancak bu maddenin bazı egzotik özellikleri onun bilinen bir süperiletken olarak sınıflandırılması konusunda şüphe uyandırmaktadır. Cuprate süperiletkenlerin kritik sıcaklıkları çok daha yüksektir, örneğin YBaCuO ‘nin kritik sıcaklığı 92 Kelvin’dir; cıva bazlı cuprate maddelerin kritik sıcaklığı da 130 Kelvin’i geçebilir. Bu yüksek kritik sıcaklıklar için henüz bir açıklama yoktur. Fonon alışverişiyle meydana gelen elektron eşleşmeleri bilinen süperiletkenlerdeki süperiletkenliği açıklayabilmektedir ancak yeni keşfedilen ve yüksek kritik sıcaklığı olan süperiletkenlikleri açıklayamamaktadır.

Benzer olarak, kritik sıcaklığın altında sabit bir sıcaklıkta dışarıdan uygulanan ve "kritik manyetik alan"dan daha güçlü olan bir manyetik alanda süperiletkenler, süperiletkenliği bırakmaktadır. Bunun sebebi süperiletkenlik halinin Gibbs serbest enerjisinin, manyetik alanla birlikte ikinci dereceden artması iken normal halin serbest enerjisinin manyetik alandan zar zor bağımsız olmasıdır. Eğer bir madde, manyetik bir alan olmadan süperiletkenlik gösterirse süperiletkenlik halinin serbest enerjisi, normal halin serbest enerjisinden daha az demektir. Manyetik alan için sonlu bir değerde (bu değer sıfır manyetik alanda serbest enerjilerin farkının kareköküne orantılı olmalıdır) iki serbest enerji birbirine eşit olacaktır ve normal hale geçiş gözlenecektir. Genel olarak, daha yüksek bir sıcaklık ve daha güçlü bir manyetik alan, süperiletkenlikte bulunan elektronların daha az olması ve harici manyetik alan ile akımların "London nüfuz derinliği"nin daha fazla olmasına sebep olacaktır. Nüfuz derinliği hal değişiminde mutlak hale gelir.

Süperiletkenliğin başlangıcı, çeşitli fiziksel özelliklerde ani değişimlerle birlikte gelir ki bu, hal değişiminin karakteristik bir özelliğidir. Örneğin elektronik ısı kapasitesi, normal (süperiletken olmayan) bir sistemdeki sıcaklıkla orantılıdır. Süperiletkenliğe geçişte kesikli bir sıçrama gösterir ve sonrasında doğrusal olmayı bırakır. Düşük sıcaklıklarda "e"  şeklinde ifade edilir (α, bir sabit). Bu üstel davranış, enerji boşluğunun varlığına kanıttır.

Süperiletkenliğe geçişin hal değişimleri arasındaki türü uzun süren bir tartışma konusuydu. Deneyler, hal değişiminin ikinci tür (gizli ısı olmayan) olduğunu gösterdi. Ancak bir manyetik alanın varlığında gizli ısı vardır çünkü süperiletkenlik hali, kritik sıcaklığın altında normal halden daha düşük bir entropiye sahiptir. Deneylerle gösterilmiştir ki bunun sonucunda, manyetik alanın gücü kritik alandan büyük olduğunda gerçekleşen hal değişimi süperiletken maddenin sıcaklığında düşüşe sebep olur.

1970’li yıllarda yapılan ölçümler süperiletkenliğe geçişin, elektromanyetik alanda sebep olduğu uzun menzilli dalgalanmalar yüzünden eser miktarda birinci tür bir hal değişimi olabileceğini gösteriyordu. 1980’lerde, süperiletkenin vorteks çizgilerinin büyük rol oynadığı Bozukluk Alanı Teorisi’nin yardımıyla 2. Tip süperiletkenliğe ikinci tür hal değişimi, 1. Tip süperiletkenliğe ise birinci tür hal değişiminin (gizli ısının var olduğu değişimler) sebep olduğu, ve bu iki durumun bir trikritik nokta (bir maddenin üç halinin bir arada bulunması) ile birbirinden ayrıldığı teorize edildi. Bu sonuçlar Monte Carlo bilgisayar simüslasyonlarıyla da desteklendi.

Bir süperiletken zayıf bir harici manyetik alana koyulduğunda ve hal değiştirme ısısının altında bir sıcaklığa soğutulduğunda manyetik alanın etkisi ortadan kalkar. Meissner efekti manyetik alanın tamamen yok olmasının yerine, süperiletkene çok az nüfuz etmesini sağlar ve maddenin içerisinde üstel bozunmayla sıfırlanır. Bu nüfuz süperiletkene olan etkinin parametresidir, "λ" ile gösterilir ve adı da London nüfuz derinliğidir. Meissner efekti, süperiletkenlik için tanımlayıcı bir karakteristik özelliktir. Süperiletkenlerin çoğunda London nüfuz derinliği 100 nm’dir.

Meissner efekti çoğu zaman mükemmel bir elektrik iletkeninde görülecek diyamanyetizm ile karıştırılmaktadır. Lenz’in kanununa göre, bir iletkene değişken bir manyetik alan uygulandığında, iletkende bu alana zıt etki oluşturacak bir manyetik alanın oluşmasına sebep olan bir elektrik akımı meydana gelir. Mükemmel bir iletkende, oluşacak akım rastgele bir büyüklükte olabilir ve bu akımın oluşturduğu manyetik alan, harici manyetik alanın etkisi tamamen yok eder.

Meissner efekti bundan farklıdır: süperiletkenliğe geçişte oluşan spontane bir defetme olarak tanımlanabilir. Diyelim ki içinde sabit bir manyetik alan taşıyan, normal halinde bir madde var. Bu maddenin sıcaklığı kritik sıcaklığının altına indiğinde, dahili manyetik alanda bir yok oluş gözlenir, ki bu Lenz’in kanununa göre beklenmedik bir olaydır.

Meissner efekti, Fritz ve Heinz London kardeşler tarafından açıklanmıştır.

formula_1
formülüyle (H, manyetik alan; λ, London nüfuz derinliği) bir süperiletkendeki elektromanyetik serbest enerjinin minimuma indirildiği görülür. London denklemi olarak bilinen bu denklem, yüzeydeki değeri ne olursa olsun bir süperiletkende bulunan manyetik alanın üstel bozunmaya uğrayacağını öngörür.
Manyetik alanı çok az veya hiç bulundurmayan süperiletkenler, Meissner durumundadır. Meissner durumu, uygulanan manyetik alan çok fazla olduğunda ortadan kalkar. Süperiletkenler bu parçalanmanın nasıl olduğuna göre ikiye ayrılırlar. 1. Tip süperiletkenlerde, uygulanan alanın kuvveti kritik değeri geçtiği zaman süperiletkenlik aniden yok olur. Maddenin geometrisine bağlı olarak, manyetik alan bulunduran normal kısımlar ile manyetik alan bulundurmayan süperiletken kısımlardan oluşan karışık bir düzene girebilir. 2. Tip süperiletkenlerde manyetik alanın gücünün kritik değeri aşmasıyla, elektrik akımı çok kuvvetli olmadıkça akıma direnç göstermeyen ve artış gösteren bir manyetik akımın maddeye nüfuz ettiği (vorteks durumu) bir durum oluşur. İkinci bir kritik noktanın aşılmasıyla ise süperiletkenlik yok olur. Vorteks durumu, elektronik süperakışkandaki vorteksler sebebiyle meydana gelir. Duruma göre bu vortekslere "fluxon" adı verilir çünkü bu vortekslerin taşıdığı akım kuantumlaşmıştır. Birçok saf element süperiletkenleri 1. Tiptir, saf olmayan ve bileşik olan maddelerin neredeyse tamamı da 2. Tiptir.

Dönen bir süperiletken, dönüş ekseniyle hizalanmış bir manyetik alan oluşturur. Bu efekt, bir NASA görevi olan Gravity Probe B’de kullanılmıştır. Bu deney dönen dört süperiletken topacın manyetik alanlarını hesaplayarak dönüş eksenini bulmak için yapılmıştır. Bu etki, deney için hayati önemdeydi çünkü başka hiçbir özelliği bulunmayan bir kürenin dönüş eksenini hesaplamak için kullanılabilecek sayılı yöntemlerden bir tanesiydi.

Süperiletkenlik 8 Nisan 1911 tarihinde, dondurucu soğuklarda katı cıvanın direnci üzerine çalışan Heike Kamerlingh Onnes tarafından bulunmuştur. Onnes, 4,2 Kelvin’de direncin aniden yok olduğunu gördü. Tarih boyunca farklı maddelerin süperiletkenlikleri keşfedildi.

Süperiletkenliğin işleyişini bulmak için birçok deneme yapıldı. 1933’te Meissner ve Ochsenfeld’in süperiletkenlerin manyetik alanları yok etmesini bulmasıyla önemli bir adım atılmış oldu. 1935’te Fritz ve Heinz London, Meissner efektinin süperiletken akım tarafından taşınan elektromanyetik serbest enerjinin minimuma indirilmesiyle görüldüğünü açıkladı.

Süperiletkenlik üzerine ilk fenomenolojik teori, London kardeşler tarafından ortaya