クーロンブロッケードとは、非常に小さな導体の島（量子ドットなど）に電子を1個入れるだけで、その島の電位が大きく上がり、次の電子が電気的に反発されて入れなくなる現象です。島の静電容量をCとすると、電子1個を入れるのに必要なエネルギー（帯電エネルギー）はe²/2Cで、島が小さくCが小さいほど大きくなります。このエネルギーが熱のエネルギーkTより十分大きいと、電子の流れが止められます。
島を薄い絶縁膜（トンネル障壁）を挟んで電極の間に置き、ゲートの電圧で島の電位を調整すると、ある電圧のときだけ電子が1個ずつトンネル効果で出入りできるようになります。この仕組みで電子1個単位の電流を制御する素子を単一電子トランジスタ（SET）と呼びます。ゲート電圧を変えると、電流が周期的にオンとオフを繰り返すのが特徴です。
室温でクーロンブロッケードを起こすには、島の大きさを数nm以下にする必要があり、多くの研究は極低温で行われます。電子1個を正確に扱える性質は、超低消費電力の論理回路や電流の標準のほか、シリコンのスピン量子ビットで電子を1個ずつ量子ドットに閉じ込めて読み出す技術の基礎にもなっています。
