Межі зерен, що складаються лише з кількох атомних шарів, визначають більшість основних властивостей матеріалу:
Механічні властивості: Межі зерен діють як природні бар'єри для ковзання дислокацій. Більш дрібні зерна з більшою кількістю меж зерен забезпечують вищу міцність матеріалу, що описується класичним механізмом зміцнення зерна Холла-Петча.
Дифузія та масоперенесення: З більшими атомними проміжками на границях зерен швидкість дифузії в кілька разів вища, ніж усередині зерен. Процеси масового транспортування, такі як ущільнення спікання, високотемпературне цементування та деформація повзучості, переважно відбуваються вздовж меж зерен.
Корозія і стійкість: Високоенергетичні межі зерен мають високу хімічну активність, що робить їх уразливими для корозії та руйнування. Вони також служать основними зонами для сегрегації елементів. Збагачення шкідливими елементами викликає крихкість між зернами, тоді як виділення корисних елементів може закріпити межі зерен і покращити стабільність матеріалу.
Електропровідність: Електрони розсіюються невпорядкованими межами зерен; більше меж зерен призводить до більш високого електричного опору. Для керамічних електролітів у твердотільних батареях область просторового заряду на межі зерен є критичним вузьким місцем для підвищення іонної провідності.