量子电子器件是根据量子效应设计并制作的器件。当半导体超晶格与量子阱微结构的尺寸小于电子的德布罗意波长（５０纳米）时，电子的量子波动行为就会表现出来，此时可产生出各种量子效应，如量子尺寸效应、量子隧道效应和量子干涉效应等。除隧道二极管之外，已投入实用的是一种超导量子器件，即约瑟夫逊器件。其他种类的器件还有待进一步研究，如利用量子细线中的高电子迁移率效应制备超高速逻辑器件，利用超微细结构中的隧道效应制作多值逻辑器件，利用量子箱结构制作大容量存储器，利用相干电子波的干涉、衍射和反射现象设高速开关器件以及传感器件，利用有效状态密度的变化制作量子箱和量子点微结构激光器等。