Spojení tunelu je ve své nejjednodušší formě tenká izolační bariéra mezi dvěma vodivými elektrodami. Proud prochází tunelem přes tuto bariéru. Aby byl možný proud v tunelu, nesmí tloušťka této bariéry překročit 1 až 2 nanometry.
Materiály, které mohou tvořit tunel, mají vlastnosti, které představují tolik rozdílů mezi typy tunelů. Izolátorem je obecně oxid kovu, který může nebo nemusí být oxidem kovu elektrody. Elektrody mohou být vyrobeny z kovových vodičů, polovodičů nebo supravodičů. Současný výzkum také studuje vlastnosti vyplývající z interakce a efektů rozhraní těchto různých materiálů.
Spoje tunelů umožňují vyrábět elektronické oscilátory díky negativnímu dynamickému odporu v určitém rozsahu polarizace. Jedná se o „ tunelovací diody “.
Integrace takového spojení do určitých laserových diod ( VCSEL atd.) Může zlepšit jejich výkon. Laserová dioda je přechod PN, část dopovaná P je odolnější než část N, protože pohyblivost elektronové díry je nižší než pohyblivost elektronu . Použití tunelového spojení umožňuje konstrukci konfigurace NPN, která je elektricky výhodná díky tunelovému efektu, který se zhruba nazývá „konverze elektron-díra“.