在量子力学里，量子隧穿效应为一种量子特性，是如电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。这是因为根据量子力学，微观粒子具有波的性质，而有不为零的概率穿过位势垒。
量子隧穿效应（Quantum tunnelling effect），是一种渐逝波耦合效应，其量子行为遵守薛定谔波动方程。假若条件恰当，任何波动方程都会显示出渐逝波耦合效应。数学地等价于量子隧穿效应的波耦合效应也会发生于其它状况。例如，遵守麦克斯韦方程组的光波或微波；遵守常见的非色散波动方程的绳波或声波。
若要使隧穿效应发生，必须有一个2型介质的薄区域，像三明治一般，夹在两个1型介质的区域。2型介质的波动方程必须容许实值指数函数解（上升指数函数或下降指数函数），而1型介质的波动方程则必须容许行进波解。在量子力学里，从粒子运动这方面来说，1型介质区域是粒子总能量大于势能的区域，而2型介质是粒子总能量小于势能的区域（称为位势垒）。
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