어떤 물질이 적절한 조건 하에서 물질의 전기저항(Electric Resistance)이 완전히 사라지는 특성과 자기장을 배척하는 완전반자성(Perfect Diamagnetism) 특성을 갖게 되는 현상을 말한다.
초전도란 지칭은 전기저항이 제로이기 때문에 우리가 알고 있는 어떠한 물질보다도 전기전도성이 비교할 수 없을 정도로 뛰어나 '최고(Super)의' 전도체(Conductor)라는 의미로 붙여진 이름이다.
초전도체가 되기 위한 적절한 조건에는 온도(Temperature), 자기장(Magnetic field) 및 전류(Current) 등이 있다.
상온에서 초전도성을 나타내지 않는 물질이 적절한 조건 하에서 초전도체로 변하는 것을 정상상태(Normal State)에서 초전도상태(Superconducting State)로의 전이(Transition)라 하는데, 특히 열역학적인 초전도상태에서 초전도체가 외부자기장과 통전전류가 없는 상황에서 초전도성을 나타내는 최고의 온도를 임계전이온도(Critical Transition Temperature)라고 한다.
초전도물질은 종류에 따라 고유의 임계전이온도를 가지며, 보통의 저온초전도체들은 ~20K(-253℃, 여기서 K는 Kelvin의 약어이며 절대온도를 의미함) 이하이다. 일반적으로 초전도 현상이 일어날 수 있는 상황은 3가지 기본조건인 온도, 자기장의 세기 및 전류밀도에 따라 달라진다.

초전도체의 가장 대표적인 특성은 전기저항이 없다는 것이다. 초전도체 (Superconductor)는 적절한 조건이 되면 전기저항이 완전히 사라져, 도체 중에서도 가장 전도율이 큰 물질이 된다.
보통 어떤 물체에 전류가 흐르면 그 물체에는 전류의 제곱과 물체의 저항을 곱한 값의 열이 발생하게 되고 이로 인해서 에너지의 손실이 크게 되지만, 전기저항이 없는 초전도체의 경우 에너지의 손실 없이 훨씬 더 많은 양의 전류를 멀리 보낼 수 있다.
예를 들어 아래 그림과 같은 초전도체로 된 고리에 전류를 흘려 주면, 저항이 없기 때문에 초전도체를 따라 흐르는 초전류는 감쇠하지 않고 영원히 흐르게 된다.

도체 위에 간격을 유지한 상태로 자석을 두면 자석에서 발생되는 자기장이 도체에 도달하고 도체 내부에 자기장이 침투한다.
그런데 어떤 특정온도(임계온도) 이하가 되어 시료에 초전도전이가 일어난 경우(초전도 상태가 된 경우), 보통물질과 달리 자기장을 밖으로 밀어내는 성질(차폐전류가 발생)이 있어 자석은 초전도체와의 거리를 그대로 유지하면서 위에 떠 있게 된다.
이때 초전도체 내부의 자속밀도(B)를 측정하면 0이 되고 이러한 초전도체의 완전반자성을 마이스너효과라고 한다.
하지만 이때 주위의 온도가 올라가 임계온도 이상이 되면 시료는 초전도의 성질을 잃어버리게 되고(이를 퀜치 현상이라고 한다) 자석은 더 이상 떠있지 못하게 된다.
마이스너효과는, 외부에서 가해진 자기장을 상쇄시키기 위한 전류(차폐전류)가 초전도체에 흘러서 외부의 자석과 반대되는 자극을 만듦으로써 나타나는데, 자기장을 밀어내는 자기부상 효과를 이용하여 자기부상 열차나 초전도 베어링 등을 제작할 수 있다.

2개의 초전도체가 매우 얇은 절연막을 사이에 두고 격리되어 있을 경우, 터널효과에 의해서 전자가 특수한 쌍(쿠퍼쌍)을 이루어 절연막을 통과하는 현상을 말한다. 1962년 B.D.조셉슨이 예언하였고, P.W.앤더슨 등이 실험적으로 확인하였다. 반도체나 일반적인 금속 속의 전자는 각각 별개로 행동하지만, 조셉슨접합 안의 전자는 나란히 운동하며, 그 모양은 간섭성의 파동으로서 기술된다. 조셉슨접합을 통해서 직류전류를 흘려보낼 때, 한계전류까지는 절연막이 있음에도 불구하고 초전도체 사이에 전위차(電位差)가 발생하지 않고, 직류전류가 흐른다(직류조셉슨효과). 그런데 직류전류가 한계전류를 넘으면, 초전도체 사이에 전위차가 생겨 교류전류가 흐르게 된다(교류조셉슨효과).
이때 교류주파수는 직류전압에 비례하고, 외부로부터 전자기파(마이크로파)를 조사(照射)하면 간섭현상이 생겨, 교류주파수가 전자기파 주파수와 같을 때 직류전류가 생긴다. 이에 대한 응용 연구는, 조셉슨전류가 외부자기장에 민감하게 반응하는 것을 이용하여 자기장 ·전류 ·전압 등의 고감도측정장치, 교류조셉슨효과와 외부로부터 가한 전자기파와의 간섭을 이용한 검파기(檢波器) 등에 응용되며, 또한 컴퓨터의 연산소자로서 이용될 수 있다.
한편 국제적인 전압표준은 1976년 1월부터 종래의 표준전압방식에서 조셉슨효과를 이용한 방식으로 바뀌었다.