Tunelio jungtis yra taškas, kuriame susitinka dvi skirtingos elektrai laidžios arba magnetinės medžiagos, paprastai atskirtos plonu barjeru, kad elektronai būtų perduodami iš vienos medžiagos į kitą. Ypatingas tunelio sandūros aspektas yra tas, kad mechaniškai elektronai yra per silpni, kad galėtų prasiskverbti per sandūros barjerą, tačiau tai daro vis tiek taikant principą, vadinamą kvantiniu tuneliu. Tunelinės jungtys naudingos daugelyje greitai veikiančių elektroninių prietaisų, tokių kaip „flash“ atminties lustai, didina fotovoltinių elementų efektyvumą ir kuriant itin greitus diodus, galinčius reaguoti didesniu dažniu, nei būtų įmanoma kitu atveju.
Kvantinio tuneliavimo principas, kuriuo grindžiamas visų tunelių sandūrų veikimas, yra įtvirtintas kvantinės mechanikos teorijomis. Šios teorijos teigia, kad nors matematiškai elektronui trūksta aktyvios mechaninės energijos, kad galėtų praeiti per tam tikros barjero sukauptą energiją, tikimybė, kad bet kuris elektronas peržengs barjerą, nors ir labai mažas, nėra nulis. Kadangi elektrono prasiskverbimas per akivaizdžiai aukštesnę kliūtį paprastai nėra matematiškai ar mechaniškai įmanomas, tačiau vis dėlto egzistuoja, mokslininkai spėjo, kad elektronas tai pasiekia dėl kvantinės mechanikos teorijos, vadinamos bangų ir dalelių dvilypu.
Bangų ir dalelių dvilypumo teorija teigia, kad visos materijos formos, tunelio sandūros atveju elektra, vienu metu egzistuoja dviejose atskirose būsenose. Pirma, medžiaga egzistuoja kaip dalelė, pavyzdžiui, elektronas, kuris dėl savo masės ir greičio turi tam tikrą aktyvios mechaninės energijos kiekį. Antra, materija egzistuoja kaip bangos forma, kuri veikia ir vibruoja tam tikru dažniu.
Dėl bangų ir dalelių dvilypumo elektronas gali neturėti aktyvios mechaninės energijos, kad galėtų praeiti pro barjerą; tačiau esant pakankamai aukštam dažniui, jis gali turėti pakankamai bangos formos energijos, kad galėtų praeiti pro barjerą. Esant pakankamai aukštam dažniui, elektrono bangos formos energija gali tiesiogine prasme vibruoti per žemo dažnio barjerą, darant veiksmą, vadinamą kvantiniu tuneliu. Dėl labai aukštų dažnių, susijusių su kvantiniu tuneliu, dalyvaujančių elektronų veiksmai vyksta itin greitai, o tai leidžia įrenginiui, kuris naudoja tunelio sankryžą, veikti itin greitai. Šis greitis gali būti naudojamas pagreitinti elektros įrangos veikimą arba aptikti, identifikuoti ir reaguoti į labai greitai judančias energijos formas, tokias kaip šviesos bangos.
Praktikoje tunelių jungtys pirmiausia naudojamos elektronikoje. Jie užtikrina skaitymo ir rašymo greitį į „flash“ atmintį ir iš jos, leidžia gaminti itin sparčius generatorius, kurie padidina kompiuterių veikimo greitį, ir leidžia sukurti mokslinius instrumentus, galinčius aptikti ir veikti didelės spinduliuotės aplinkoje.
Tunelio sankryža taip pat gali būti naudojama sąveikai su šviesos energija ir dalyvauja daugelyje su šviesa susijusių mokslinių tyrimų projektų. Atliekant švarios energijos tyrimus, jis įtraukiamas į didelio efektyvumo saulės elementus, kur jo aukšti veikimo dažniai leidžia sugauti daugiau energijos nei įprasti elementai iš to paties šviesos kiekio. Jis taip pat naudojamas kartu su superlaidininkais gaminant detektorius, panašius į tuos, kurie naudojami skaitmeniniuose fotoaparatuose, išskyrus tai, kad jie gali matyti ultravioletinius, rentgeno spindulius ir daugelį kitų bangų formų energijos ir spinduliuotės tipų.