Υπεραγωγιμότητα ονομάζεται η κατάσταση κατά την οποία συγκεκριμένα υλικά (μεταλλικά στοιχεία, κράματα, κεραμικά κ.α) παρουσιάζουν μηδενική dc ηλεκτρική ειδική αντίσταση κάτω από μια κρίσιμη θερμοκρασία (Tc), συγκεκριμένη για κάθε υλικό. Μια δεύτερη βασική ιδιότητα των υπεραγωγών είναι ότι συμπεριφέρονται ως τέλειοι διαμαγνήτες, δηλαδή δημιουργούν ένα επαγόμενο μαγνητικό πεδίο με αντίθετη κατεύθυνση από το εξωτερικά εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο και απωθούνται από αυτό. Η υπεραγωγιμότητα ανακαλύφθηκε στις 8 Απριλίου το 1911 από τον φυσικό Heike Kamerlingh Onnes στην Ολλανδία.
Λόγω αυτών των ιδιοτήτων τους, οι υπεραγωγοί έχουν πολλές εφαρμογές σε όλους τους τομείς της επιστήμης. Αρχικά, για την ενίσχυση των παλαιών πλέον υποδομών ηλεκτρικής ενέργειας, οι υπεραγωγοί χρησιμοποιούνται στην κατασκευή γεννητριών, μετασχηματιστών, υπόγειων καλωδίων, σύγχρονων πυκνωτών, συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και περιοριστών ρεύματος. Η υψηλή απόδοση των υπεραγώγιμων καλωδίων έχει ως αποτέλεσμα την κατασκευή ηλεκτρικών συστημάτων τα οποία είναι πιο αξιόπιστα, πιο αποδοτικά και πιο φιλικά προς το περιβάλλον.
Ένας άλλος τομέας στον οποίο η υπεραγωγιμότητα βρίσκει εφαρμογή είναι οι μεταφορές. Οι υπεραγωγοί σήμερα κάνουν δυνατή τη χρήση νέων τεχνολογιών στις μεταφορές οι οποίες περιλαμβάνουν συστήματα προώθησης πλοίων, τραίνα μαγνητικής αιώρησης και μετασχηματιστές έλξης σε γραμμές τραίνων. Επίσης στην ιατρική γίνεται εφαρμογή της τεχνολογίας των υπεραγωγών σε μαγνητικούς τομογράφους, σε συσκευές για μαγνητική εγκεφαλογραφία και απεικόνιση μαγνητικών πηγών καθώς και στη μαγνητο-καρδιολογία, οι οποίες είναι μέθοδοι που επιτρέπουν τον έλεγχο της καρδιακής και εγκεφαλικής λειτουργίας.
Στις βιομηχανίες των αναπτυγμένων χωρών γίνεται μια προσπάθεια αντικατάστασης των συμβατικών ηλεκτροκινητήρων υψηλής ισχύος με νέους υπεραγώγιμους ηλεκτροκινητήρες, γεγονός που θα επιφέρει σημαντική οικονομία στην κατανάλωση ρεύματος. Επίσης όσον αφορά στη βιομηχανία, υπάρχουν προτάσεις για τη χρήση ισχυρών υπεραγώγιμων μαγνητών στον καθαρισμό του νερού, στον εξαγνισμό διαφόρων υλικών καθώς και στην παραγωγική διαδικασία.
Στις τηλεπικοινωνίες και ειδικότερα στην κινητή τηλεφωνία, τα τελευταία περίπου δέκα χρόνια οι υπεραγωγοί χρησιμοποιούνται ως φίλτρα για την ενίσχυση του σήματος εκπομπής και λήψης, ενώ ηλεκτρονικά chips που κατασκευάζονται από υπεραγωγούς χαμηλών θερμοκρασιών προσφέρουν αυξημένη απόδοση σε πολλές εμπορικές και στρατιωτικές εφαρμογές.
Οι υπεραγωγοί, παρόλες τις εφαρμογές και τις δυνατότητες που προσφέρουν έχουν και κάποια μειονεκτήματα. Πρωτίστως, για τη λειτουργία τους πρέπει να πληρούνται πολύ συγκεκριμένα κριτήρια θερμοκρασίας, μαγνητικού πεδίου και πυκνότητας ρεύματος. Πιο συγκεκριμένα, η θερμοκρασία τους πρέπει να είναι χαμηλότερη από την θερμοκρασία μετάβασης στην υπεραγώγιμη φάση (Tc), η ένταση του εξωτερικά επιβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου δεν πρέπει να ξεπερνά μια συγκεκριμένη τιμή Hc και η πυκνότητα ρεύματος που διαρρέει το υλικό να παραμένει κάτω από την κρίσιμη πυκνότητα ρεύματος του υπεραγωγού Jc. Ο κύριος τρόπος ψύξης των υπεραγωγών γίνεται με τη χρήση υγρού αζώτου, σε θερμοκρασίες δηλαδή -196 °C, κάτι το οποίο είναι δύσκολο να επιτευχθεί και να διατηρηθεί σε μη εργαστηριακές συνθήκες. Γίνεται να υπάρξει λειτουργία υπεραγωγών σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά υπό ακραίες πιέσεις, το οποίο φέρει τα ίδια προβλήματα με τη θερμοκρασία. Επιπλέον, η διαδικασία κατασκευής υπεραγωγών είναι πολύ κοστοβόρα. Αυτοί είναι οι κύριοι λόγοι για τους οποίους οι υπεραγωγοί δεν είναι περισσότερο διαδεδομένοι στις μέρες μας.
