纳米尺度热传导是物理科学、材料科学和工程热物理等相关学科的研究热点。在新兴的低维纳米材料当中，也出现了很多新奇的，甚至是反常的热传导现象，例如碳纳米管、石墨烯等，随着样品长度增加，热传导将呈现从弹道输运到扩散输运的转变，其热导率也不再是与样品尺度无关的常数；石墨烯中声子散射选择定则引起的超高热导率；单层二硫化钼的超低热导率；磷烯中的热各向异性。二维硼烯中的一维超高声子热导等等。

为了研究固体材料中的热传导，研究人员发展了很多方法，包括分子动力学、非平衡格林函数方法、声子玻尔兹曼输运方程、传递矩阵等等。这些计算方法可以高效的计算出低维新材料的热输运行为，发现低维新材料中的独特物理机制，可以为实验提供先验指导。