طبق مدل کوانتومی اتم ، الکترونها مانند ابری هسته را احاطه کرده اند و یک الکترون در هر لحظه ممکن است در نقطه ای اطراف هسته حظور داشته باشد . حدود 90% احتمال دارد که الکترون در هر لحظه در فضای "اوربیتال" باشد و 10% احتمال دارد خارج از آن باشد .

حال اگر دو اتم بسیار به هم نزدیک شوند این احتمال وجود دارد که ابرهای الکترونی آنها در خارج از اوربیتال با هم همپوشانی کنند . حالا چه اتفاقی می افتد ؟ nasrollahi5.blogfa.com

اگر بین دو اتم اختلاف پتانسیل ایجاد کنیم الکترون می تواند از اتمی به اتم دیگر انتقال یابد و جریان الکتریکی بسیار کوچکی ایجاد کند که شدت این جریان با فاصله ی اتم ها رابطه ی وارونه دارد . این اثر کوانتومی « اثر تونلی » و جریان ایجاد شده « جریان تونلی » نامیده می شود .

از اثر تونلی در میکروسکوپهای الکترونی تونل زنی استفاده می شود .