薄膜は、その厚みの減少やユニークな構造的特性により、バルクのものと比べて、光学的、電気的、機械的特性が際立っている。
光学特性：
薄膜はミラー、反射防止膜、光学レンズなど様々な用途に使用されている。反射率や透過率などの光学特性は、膜厚や材料組成に影響される。例えば、ガラス上の薄い金属コーティングはミラーの反射率を高める。また、薄膜内での光波の干渉は、薄膜の厚さや屈折率によって、色の変化や反射率の向上といった特定の光学的効果をもたらすこともある。電気的特性
薄膜の電気的特性、特に導電性は、サイズ効果に大きく影響される。薄膜は通常、バルク材料に比べて電荷キャリアの平均自由行程が短い。これは、構造欠陥や粒界などの散乱点が多く存在するためで、電荷キャリアの動きを妨げるため、電気伝導性が低下する。材料（金属、半導体、絶縁体）と基板の選択も、薄膜の電気特性を決定する上で重要な役割を果たす。
機械的特性：
薄膜は多くの場合、工具やその他の表面の保護層や耐摩耗層として機能する。硬度や耐久性などの機械的特性は、適切な材料や成膜技術を選択することで調整することができます。成膜プロセスの影響を受ける薄膜の構造は、その機械的弾力性にも影響を与えます。例えば、密着性の良い薄膜は、下地の耐摩耗性を大幅に向上させることができる。サイズとスケール効果：
薄膜の特性は、バルク材料の特性を単に縮小したものではありません。薄膜が薄膜として挙動するか、バルク材料に近い挙動をするかを決定する上で、材料内部の長さスケールが重要な役割を果たす。例えば、厚さ100nmの金属酸化物は薄膜特性を示すが、同じ厚さのアルミニウムはその内部構造と特性が異なるため、よりバルク材料に近い挙動を示す。
