表面等離子體（SPs）是存在于任何兩種材料之間的界面上的相干脫域電子振蕩，在這種界面上，介電函數的實部會改變符號（例如，金屬-介電界面，如空氣中的金屬片）。表面質子的能量低于體質（或體積）質子，體質質子是指在電子氣體（或等離子體）中圍繞正離子核心的縱向電子振蕩的數量。

表面質子的電荷運動總是在金屬外部（以及內部）產生電磁場。總的激發，包括電荷運動和相關的電磁場，被稱為平面界面的表面等離子體極子，或小顆粒封閉表面的局部表面等離子體。

表面質子的存在是由魯弗斯-里奇在1957年首次預測的。在隨后的20年里，許多科學家對表面質子進行了廣泛的研究，其中最重要的是20世紀50年代和60年代的Turbadar，以及60年代和70年代的E. N. Economou, Heinz Raether, E. Kretschmann, 和A. Otto。在納米級結構中的信息傳輸，類似于光子學，通過表面質子的方式，被稱為質子學。

表面等離子體極子可以被電子或光子激發。在光子的情況下，它不能直接進行，而是需要一個棱鏡，或光柵，或金屬表面的缺陷。

在低頻率下，SPP接近于Sommerfeld-Zenneck波，其中的色散關系（頻率和波矢之間的關系）與自由空間中相同。在較高的頻率下，色散關系彎曲，達到一個漸進極限，稱為等離子體頻率（見右圖）。更多細節見表面等離子體極子。

當SPP沿表面傳播時，它由于吸收而向金屬失去能量。它也可以由于散射到自由空間或其他方向而失去能量。電場在垂直于金屬表面的方向上逐漸下降。在低頻率下，SPP對金屬的穿透深度通常用趨膚深度公式來近似計算。在電介質中，電場的衰減要慢得多。SPPs對皮層深度內的輕微擾動非常敏感，正因為如此，SPPs經常被用來探測表面的不均勻性。

局部表面質子產生于小型金屬物體，包括納米粒子。由于系統的平移不變性已經喪失，所以不能像SPP那樣用波矢描述。也不像SPPs中的連續色散關系，粒子的電磁模式是離散的。

LSPs可以通過入射波直接被激發；與LSP模式的有效耦合對應于共振，可以歸結為吸收和散射，同時增加局部場的增強。LSP共振在很大程度上取決于粒子的形狀；球形粒子可以通過米氏理論進行分析研究。

表面質子的激發經常用于一種被稱為表面質子共振（SPR）的實驗技術。在SPR中，通過監測棱鏡耦合器的反射功率作為入射角度或波長的函數來檢測表面質子的xxx激發。這種技術可以用來觀察納米級的厚度變化、密度波動或分子吸收。最近的工作還表明，SPR可以用來測量多層系統的光學指數，而在這種情況下，橢圓測量法無法給出結果。

基于表面等離子體的電路已被提議作為克服光子電路尺寸限制的一種手段，用于高性能數據處理的納米設備。

在這些納米設備中動態控制材料的質子特性的能力是其發展的關鍵。最近，一種利用質子-質子相互作用的新方法已經被證明。在這里，大量的質子共振被誘導或抑制以操縱光的傳播。

這種方法已被證明在納米級光操縱和開發完全兼容CMOS的電光質子調制器方面具有很大的潛力，據說這將是未來芯片級光子電路的一個關鍵組成部分。

其他一些表面效應，如表面增強拉曼散射和表面增強熒光是由貴金屬的表面質子引起的，因此基于表面質子的傳感器被開發出來。

在表面二次諧波產生中，二次諧波信號與電場的平方成正比。由于表面質子導致非線性光學效應，電場在界面上更強。