鐵磁金屬和合金多晶體的磁電阻效應（Magnettoresistance，簡稱MR）是指物質在磁場作用下電阻發生變化的現象。磁電阻率定義為MR=（RH－R0）/R0，以百分比來表示，其中R0表示零磁場下的樣品電阻值，RH為飽和磁場下樣品的電阻值。早在1857年，W.Thomson首先發現了鐵磁多晶體的各向異性磁電阻效應（Anisotropic Magnetoresistance，簡稱AMR）。由于技術條件和科學發展水平的限制，各向異性磁電阻效應在相當長的時間范圍內并未引起人們太多的關注。直到971年，Hunt提出利用AMR效應來制作磁盤系統的讀出磁頭，從此對計算機磁存儲技術產生了深刻影響。磁電阻效應更大的突破出現在上世紀八十年代末期。1986年，德國的Grunberg教授首先在Fe/Cr/Fe三層薄膜中觀察到反鐵磁層間耦合和鐵磁層間耦合的轉變現象。1988年，在法國巴黎大學Fert教授研究小組工作的巴西學者首先在MBE生長的金屬多層膜中觀察到，當施加外磁場時，其電阻變化率高達50％，磁電阻效應比坡莫合金的AMR效應高出一個數量級。這立刻引起了各國科學家的關注，人們把這種比AMR高得多的磁電阻效應稱為巨磁電阻，簡稱GMR效應。巨磁電阻效應是近二十年來發現的新現象。現在通常把1988年GMR效應的發現作為自旋電子學的起點。隨后，世界各國的許多實驗室相繼開展了GMR效應的研究工作，在短短幾年的時間里取得了引人注目的理論及實驗成果，并使研究成果迅速進入應用領域。
    此后，有關效應的研究成果接踵而至，產生效應的各種多層膜體系的研究結果紛紛被發表，如自旋閥結構和偽自旋閥結構。除了三明治系統外，科學家們在納米顆粒異質薄膜、氧化物膜以及磁隧道結型層狀結構薄膜膜等材料中也發現了GMR效應。目前對GMR效應的研究正向物理學的各個領域滲透，并將推動納米科學的進一步發展。