La física mesoscópica es una subdisciplina de la física de la materia condensada que se ocupa de materiales de tamaño intermedio. Estos materiales varían en tamaño entre la nanoescala para una cantidad de átomos (como una molécula) y los materiales que miden micrómetros.^{[cita requerida]} El límite inferior también se puede definir como el tamaño de los átomos individuales. A nivel micrométrico se encuentran los materiales a granel. Tanto los objetos mesoscópicos como macroscópicos contienen muchos átomos. Mientras que las propiedades promedio derivadas de sus materiales constituyentes describen objetos macroscópicos, ya que generalmente obedecen a las leyes de la mecánica clásica, un objeto mesoscópico, por el contrario, se ve afectado por fluctuaciones térmicas alrededor de la media, y su comportamiento electrónico puede requerir modelado a nivel de mecánica cuántica.^[1]​^[2]​

Un dispositivo electrónico macroscópico, cuando se reduce a un tamaño mesoscópico, comienza a revelar propiedades mecánicas cuánticas. Por ejemplo, a nivel macroscópico, la resistencia eléctrica de un alambre aumenta continuamente con su diámetro. Sin embargo, a nivel mesoscópico, la conductancia del cable está cuantificada: los aumentos ocurren en pasos completos discretos o individuales. Durante la investigación, los dispositivos mesoscópicos se construyen, miden y observan experimental y teóricamente para avanzar en la comprensión de la física de aislantes, semiconductores, metales y superconductores. La ciencia aplicada de la física mesoscópica se ocupa del potencial de construir nanodispositivos.

La física mesoscópica también aborda problemas prácticos fundamentales que ocurren cuando se miniaturiza un objeto macroscópico, como ocurre con la miniaturización de transistores en la electrónica de semiconductores. Las propiedades mecánicas, químicas y electrónicas de los materiales cambian a medida que su tamaño se acerca a la nanoescala, donde el porcentaje de átomos en la superficie del material se vuelve significativo. Para materiales a granel de más de un micrómetro, el porcentaje de átomos en la superficie es insignificante en relación con el número de átomos en todo el material. La subdisciplina se ha ocupado principalmente de estructuras artificiales de metal o material semiconductor que se han fabricado mediante las técnicas empleadas para producir circuitos microelectrónicos.^[1]​^[2]​

No existe una definición rígida para la física mesoscópica, pero los sistemas estudiados están normalmente en el rango de 100 nm (el tamaño de un virus típico ) a 1000 nm (el tamaño de una bacteria típica): 100 nanómetros es el límite superior aproximado para una nanopartícula. Por tanto, la física mesoscópica tiene una estrecha conexión con los campos de la nanofabricación y la nanotecnología. Los dispositivos utilizados en nanotecnología son ejemplos de sistemas mesoscópicos. Tres categorías de nuevos fenómenos electrónicos en tales sistemas son los efectos de interferencia, los efectos de confinamiento cuántico y los efectos de carga.^[1]​^[2]​