Compostos només per diverses capes atòmiques, els límits de gra governen la majoria de les propietats clau d'un material:
Propietats mecàniques: Els límits de gra actuen com a barreres naturals al lliscament de la dislocació. Els grans més fins amb més límits de gra ofereixen una major resistència del material, que es descriu pel mecanisme clàssic d'enfortiment de refinament de gra Hall-Petch.
Difusió i transport massiu: Amb espais atòmics més grans als límits dels grans, la velocitat de difusió és diverses vegades més gran que la dels grans. Els processos de transport de massa, com ara la densificació de sinterització, la cementació a alta temperatura i la deformació per fluència tenen lloc predominantment al llarg dels límits de gra.
Corrosió i estabilitat: Els límits de gra d'alta energia presenten una alta activitat química, cosa que els fa llocs vulnerables per a la corrosió i la fractura. També serveixen com a zones principals per a la segregació elemental. L'enriquiment d'elements nocius indueix la fragilitat dels límits del gra, mentre que la segregació d'elements beneficiosos pot fixar els límits del gra i millorar l'estabilitat del material.
Conducció elèctrica: Els electrons estan dispersos per límits de gra desordenats; més límits de gra condueixen a una major resistència elèctrica. Per als electròlits ceràmics de les bateries d'estat sòlid, la regió de càrrega espacial del límit del gra constitueix un coll d'ampolla crític per millorar la conductivitat iònica.