由無機納米材料與有機聚合物復合而成的納米復合材料具有無機材料、無機納米材料、有機聚合物材料、無機填料增強聚合物復合材料、碳纖維增強聚合物復合材料等所不具備的一些性能，主要表現如下。

    1．同步增韌增強效應

    納米復合材料可以把無機材料的剛性和有機材料的韌性同時體現出來，無機材料對有機材料的復合改性，將提高有機材料的剛性，但降低了有機材料的韌性。同樣，具有一定剛性的塑料與具有一定韌性的橡膠復合時，當塑料對橡膠復合改性時，，將提高橡膠的剛性，但降低了橡膠的韌性，當橡膠對塑料復合改性時，在保持橡膠韌性的情況下，卻難以提高塑料的剛性。有些復合改性，效果往往是單一的，甚至是矛盾的。而納米材料對有機聚合物的復合改性，卻在發揮了無機材料的增強效果的同時又能起到增韌的效果，這也是納米材料對有機聚會物復合改性最吸引人韻優點之一，對于無機納米粒予同時增韌增強塑料的機理有如下解釋：復合材料受沖擊時，填料粒子脫黏，基體產生空洞化損傷，若基體層厚度小于臨界基體層厚度，則基體層塑性變形大大加強，從而使材料韌性大大提高。用納米粒子填充增強塑料時，納米材料的顆粒尺寸、用量及表面處理方法都會對納米塑料的性能產生影響。當填料在基體中均勻分散時，隨填料尺寸的減小，填料完全能夠在樹脂中起到填充補強、增加截面粘接、減少自由體積的作用，且能以很少的含量在相當大的范圍內起作用，全面改善材料的力學性能，還不影響其加工性。  

    2．強度大、模量高 

    普通的無機粉體材料對聚合物基復合材料有很高的強度和模量，兩納米材料增強的聚合物復合材料卻有更高的強度和模量。加入量很小(3％～5％，質量分數)的納米粉體就可以使聚合物的強度、剛度、韌性及阻隔性能等得到明顯的提高。無論是拉伸強度或彎曲強度，還是拉伸模量或彎曲模量均具有一致的變化率。在加入與普通粉體相同體積比的情況下，納米復合材料的上述指標一般要高出l～2倍。而在加入相同質量比的情況下，則一般要高出l0倍以上。加入納米粉體得到的納米復合材料與玻璃纖維增強復合材料在強度和模量上相當，但在材料的密度和質量上要小得多。同時納米材料的粒徑越小，其賦予復合材料的強度和模量就越高。

    3．阻隔性能

在插層納米復合材料中，由于聚合物分子鏈進入到層狀無機納米材料片層之間，分子鏈段的運動受到限制，而在加工過程中，層狀無機鹽被剝開，使復合材料的耐熱性及材料的尺寸穩定性顯著提高，并且，層狀無機納米材料在二維方向阻礙了各種氣體的滲透，從而達到良好的阻燃、氣密的作用，可用于食品保鮮、藥品存放、啤酒瓶改造等。  

4．新晶功能高分子材料   

    按照傳統的方法，功能高分子材料一般是通過化學反應合成得到功能性的(個別功能高分子材料是復合而來的，但不同程度地破壞了高分子材料的力學性能)，它們都具有一定的官能團，或者要賦予一定的官能團，才能表現出其功能性。但納米復合材料卻完全不同，它們是通過納米材料改性有機聚合物而賦予復合材料新功能性的。在納米材料以納米級水平均勻分散在復合材料之中對，沒有所謂的官能團，但可以直接或間接地達到具體功能的目的，像導電、抗菌、阻燃、紫外光屏蔽、吸波等。