自開(kāi)始超導(dǎo)材料研究以來(lái)，對(duì)超導(dǎo)機(jī)理也進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索研究，提出了許多理論。1911年翁納斯提出了超導(dǎo)臨界電流的概念。1926年西爾斯比提出了超導(dǎo)臨界磁場(chǎng)的概念。1933年荷蘭物理學(xué)家邁斯納和奧森爾德發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體具有完全抗磁效應(yīng)。1933年琪琛和高特提出了超導(dǎo)性的熱力學(xué)理論。1935年倫敦兄弟提出了超導(dǎo)體的電動(dòng)力學(xué)理論。1937年發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體的居間態(tài)，1949年C.T.Gorter 發(fā)表了超導(dǎo)的二流體理論。1950年Z.Maxwell等發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體的同位素效應(yīng)。1950年倫敦首先提出了超導(dǎo)態(tài)是一種宏觀量子效應(yīng)，1950年皮伯德提出了相干長(zhǎng)度的概念。1954年庫(kù)柏提出了超導(dǎo)體中的電子對(duì)（庫(kù)柏電子）的概念。1956年施里弗提出了超導(dǎo)性的著名BCS理論（即電－聲子理論）。1962年研究生約瑟夫遜在其畢業(yè)論文中提出了存在超導(dǎo)電子對(duì)隧道效應(yīng)的著名預(yù)言，這個(gè)效應(yīng)也叫約瑟夫遜隧道效應(yīng)（Josephson Tunneling Effect)。除此之外，還有其他理論，在此不列舉。
在這些理論中最有影響的是超導(dǎo)熱力學(xué)理論、BCS理論和 約瑟夫遜效應(yīng)等。約瑟夫遜 效應(yīng) 是指在兩塊弱連接超導(dǎo)體之間存在著相位相關(guān)的隧道電流。這些理論解釋了一些超導(dǎo)現(xiàn)象。
（1） 電－聲子理論
電－聲子理論主要包括BCS理論和強(qiáng)耦合理論。
①BCS理論
主要指只要有吸引力存在，粒子就可以形成束縛態(tài)，能量會(huì)降低為更加穩(wěn)定的超導(dǎo)態(tài)，在電子能譜中就要出現(xiàn)一個(gè)能隙。BCS理論通過(guò)隙方程解出了Tc。
BCS理論能成功地給出一個(gè)超導(dǎo)能隙，并能得出：超導(dǎo)態(tài)電子比熱隨溫度按指數(shù)規(guī)律減少，在Tc附近發(fā)生了二級(jí)相變，出現(xiàn)零電阻；及邁斯納效應(yīng)、磁場(chǎng)穿透現(xiàn)象、超導(dǎo)隧道效應(yīng)等結(jié)果，并且基本上與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合，因而獲得了很大的成功。BCS理論還成功地預(yù)言了約瑟夫遜效應(yīng)的存在。
BCS理論本質(zhì)上是一種弱耦合理論。
②強(qiáng)耦合理論
這是對(duì)BCS理論的修正。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)之間存在著差異，T.就是最突出的例子。這是因?yàn)榻饘僦械碾娮又g的相互作用是極其復(fù)雜的：有電子間的庫(kù)侖作用，自旋－自旋耦合作用、磁相互作用、自旋－軌道作用和電子－晶體松動(dòng)（聲子）作用等。這是由于在BCS理論的推導(dǎo)過(guò)程中，使用了“單電子狀態(tài)”概念。這個(gè)概念在耦合強(qiáng)度較大時(shí)是不符合實(shí)際的。1960年愛(ài)利希伯針對(duì)這種情況，進(jìn)行了補(bǔ)充修正，并且導(dǎo)出了適合它的一組十分復(fù)雜的積分方程式。
（2）激子型機(jī)制
激子型超導(dǎo)體先是由利特爾（Little)提出的，后來(lái)金茲布爾格提出了二維激子型機(jī)制，巴子等人又提出了ABB激子模型。這種ABB激子模型是一種金屬－半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其超導(dǎo)機(jī)制為：在金屬中因電－聲子機(jī)理而配對(duì)的電子對(duì)，通過(guò)隧道作用透入到半導(dǎo)體中，在此經(jīng)過(guò)交換電子－空穴對(duì)的虛過(guò)程而形成新的電子對(duì)，從而有利于Tc的提高。理論計(jì)算表明，激子型超導(dǎo)體的Tc可達(dá)到100K以上。
(3)等離子體機(jī)制
主要用等離子體來(lái)研究在二維和三維簡(jiǎn)單的載流子系統(tǒng)中產(chǎn)生超導(dǎo)性，尤其是在d和s電子的過(guò)渡金屬、半金屬和有電子－空穴對(duì)系統(tǒng)的半導(dǎo)體中。對(duì)一個(gè)有庫(kù)侖力相互作用的簡(jiǎn)單的載流子，可以分為兩部分組成：其一為集體電場(chǎng)，其二為通過(guò)短程的屏蔽庫(kù)侖力相互作用與集體電場(chǎng)作用的單粒子。當(dāng)一個(gè)單粒子激發(fā)出一個(gè)等離子體時(shí)，則產(chǎn)生一個(gè)振蕩的內(nèi)電場(chǎng)，并吸引另外一個(gè)單粒子，結(jié)果兩個(gè)粒子之間將會(huì)出現(xiàn)相互吸引的最高Tc。
（4）電子－空穴對(duì)模型
這種模型結(jié)構(gòu)是由兩片半導(dǎo)體組成，一片是空穴型有一片是電子型，中間夾有一層很薄的絕緣層（有時(shí)沒(méi)有）而構(gòu)成層狀體。空穴和電子通過(guò)庫(kù)侖引力作用產(chǎn)生了電子-空穴對(duì)，這種電流是雙向傳輸?shù)摹Ｒ驗(yàn)閹?kù)侖引力是長(zhǎng)程作用，粒子之間的作用較強(qiáng)，可以預(yù)計(jì)這種超導(dǎo)體的Tc可達(dá)100K以上。
應(yīng)用上述模型，從理論上計(jì)算了能隙的產(chǎn)生，提出了檢驗(yàn)超導(dǎo)性的辦法。但在實(shí)踐中一直未能實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。原因是由于在這種模型中，電子-空穴對(duì)的載流子中所遇的雜質(zhì)必然會(huì)壓倒系統(tǒng)中的有序，因?yàn)樗闺娮樱昭ㄏ蚋鱾€(gè)方向散射，從而使配對(duì)破壞。如果中性雜質(zhì)濃度大時(shí)，也會(huì)壓倒配對(duì)作用。因此，這就對(duì)半導(dǎo)體樣品的純度提出了很高的要求，這與電－聲子機(jī)制中電子對(duì)對(duì)非磁性雜質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷不敏感是不大相同的。