低维固体，结构和物性具有二维或一维或零维特征的固体。其中电子和原子的量子态及其对外场的响应特性，既不同于三维固体，也有异于单个原子或分子。蕴藏着新的物理现象和相应的规律，可开发许多新型器件和应用。

许多层状结构材料(如石墨、石墨插层化合物、NbS2材料、晶体表面或其上的吸附层)，还有很多人工设计的有一个维度受约束的客体(如硅界面反型层、半导体异质结、量子阱及超薄磁性多层膜等)都是二维固体。在这些系统中相继发现了整数和分数量子霍耳效应、巨磁致电阻等新现象。二维系统的相变一直是备受关注的重要问题。

早在1944年L.昂萨格求得二维伊辛模型的准确解。

20世纪60年代证明了只有短程相互作用的二维系统，在绝对零度不存在长程序和与之相应的相变。70年代出现有正、负涡旋(一类缺陷)介入的相变，即涡旋由成对存在的相转变成各自独立存在的相，称为科斯特利兹–索利斯相变，简称K－T相变。随后又有位错参与的二维熔化的相变。

链状结构材料，如晶须、聚乙炔及人工设计的量子线、碳纳米管等都是一维固体。在聚乙炔中由于电子和晶格相互作用，会引发材料由一维导体变为一维半导体，这就是佩尔斯相变。这种相变同时产生一种叫作孤子的元激发，可将自旋和电荷两者分离，即带电的孤子没有自旋，中性孤子有自旋。碳纳米管依其由单个石墨原子层卷成纳米管的结构特征可分别具有金属、半导体或半金属的特性，已成为发展新器件的重要材料。

零维固体是一些纳米尺度的超细颗粒，如金属原子团簇、金属化合物分子团簇，C60球形分子、C70笼形分子等，以及人工设计的量子点——一种3个维度均受限制到纳米尺度的客体。近20年的研究，显露出零维材料物性的特殊规律，纳米科学和纳米技术正在蓬勃发展，富有生机。生物遗传物质大分子脱氧核糖核酸(DNA)是双螺旋链结构，而核糖核酸(RNA)是单链结构。纳米结构的药物在人体中的传送过程以及它与器官带病部位的作用的探索，在这方面低维固体物理的发展会提供必要的技术基础和一些新观念。