Composti semplicemente da diversi strati atomici, i confini dei grani governano la maggior parte delle proprietà chiave di un materiale:
Proprietà meccaniche: I confini dei grani agiscono come barriere naturali allo scivolamento delle lussazioni. I grani più fini con più bordi di grano garantiscono una maggiore resistenza del materiale, che è descritta dal classico meccanismo di rafforzamento del grano di Hall‑Petch.
Diffusione e trasporto di massa: Con gap atomici più grandi ai bordi dei grani, la velocità di diffusione è molte volte superiore a quella all'interno dei grani. I processi di trasporto di massa come la densificazione della sinterizzazione, la cementazione ad alta temperatura e la deformazione per scorrimento viscoso avvengono prevalentemente lungo i bordi dei grani.
Corrosione e stabilità: I bordi dei grani ad alta energia presentano un'elevata attività chimica, che li rende siti vulnerabili alla corrosione e alla frattura. Fungono anche come zone principali per la segregazione elementare. L’arricchimento di elementi nocivi induce un infragilimento dei bordi dei grani, mentre la segregazione di elementi benefici può fissare i bordi dei grani e migliorare la stabilità del materiale.
Conduzione elettrica: Gli elettroni sono dispersi da bordi di grano disordinati; più confini dei grani portano ad una maggiore resistenza elettrica. Per gli elettroliti ceramici nelle batterie a stato solido, la regione di carica spaziale ai confini dei grani costituisce un collo di bottiglia critico per migliorare la conduttività ionica.