同時，羅納德·格尼和愛德華·康登也獨立研究了α衰變的量子隧穿效應。很快，兩組科學團隊開始研究粒子穿透原子核的可能性。
量子隧穿理論在其他領域也有應用，如電子的冷發射、半導體物理、超導體物理等。閃存的工作原理涉及量子隧道理論。VLSI集成電路的壹個嚴重問題是電流泄漏。這將造成相當大的功率損失和過熱效應。
另壹個重要的應用領域是掃描隧道顯微鏡。普通顯微鏡無法觀察許多微小的物體；然而，掃描隧道顯微鏡可以清楚地觀察到這些物體的細節。掃描隧道顯微鏡克服了普通顯微鏡的極限問題(像差限制、波長限制等。)它可以用隧穿電子掃描物體表面。
具有明顯量子隧穿效應的化學反應
傳統化學反應勢能圖。
量子隧穿效應也可以存在於壹些化學反應中。在這類反應中，反應物分子的波函數可以穿過反應勢壘，但在經典化學反應中，只有反應物分子獲得足夠的能量穿過活化能的能壘，反應才能發生(見右圖)。
對於具有量子隧道效應的化學反應，可以將校正因子Q添加到arrhenius公式中，以將反應速率K、溫度T和能壘E(類似於活化能Ea)聯系起來:
其中包括:
m是隧道粒子的質量，2a是勢壘的寬度。
從上式可以看出，隧穿粒子質量越小(德布羅意波長越大)，勢壘寬度越小(即勢壘越窄)，反應受量子隧穿效應影響的可能性就越大。所以電子、氫原子或氘原子壹般會隧穿，很少有較重元素的原子參與隧穿。勢壘的寬度由隧穿前後粒子位置之間的距離決定。兩個反應位點之間的距離越近，隧穿程度越大。並且能壘越低，隧穿程度越大。因為β與2a和質量m的平方根成正比，所以因子Q受勢壘寬度的影響比受粒子質量的影響更大。
驗證化學反應中量子隧道效應存在的壹種方法是動力學同位素效應(KIE)。在KIE實驗中，反應中反應物的壹個原子被不同質量的同壹元素的同位素標記，它們分別進行反應。通過比較兩者的反應速率，可以獲得關於反應機理的信息。如果反應的速率控制步驟涉及由同位素和其他元素形成的化學鍵的斷裂，同位素越重，就越不可能斷裂化學鍵。因此，用同壹元素的不同同位素標記的反應物參與反應時，反應速率應該是不同的，用重同位素標記的反應物反應速率要慢壹些。如果這兩種同位素是氘和氘(即氫-1和氫-2)，壹般來說，kH/kD的值應該在6-10之間，即與C-H鍵的反應速率是與C-D鍵的反應速率的6-10倍。但如果反應中存在量子隧穿效應，由於質量m在因子q中處於指數位置，m的變化對速率的影響很大，所以kH/kD的值應該遠大於10。實驗事實也證明了這壹假設。例如，在下面的反應中，硝基丙烷的α-氫被空間位阻吡啶去質子化並被碘化，反應的KIE值在25℃達到25，這意味著反應中很可能存在量子隧道效應。
修正項q的存在使得具有量子隧穿效應的反應的速率k受溫度t的影響很小，與普通化學反應相比，當溫度明顯升高或降低時，這類反應的速率通常沒有明顯變化，只有很小的差別。在低溫下，量子隧穿效應更加明顯，對這類反應的研究通常在低溫下進行。但隨著溫度的升高，部分分子躍遷到第二振動能級(n=1)，降低了勢壘寬度，加快了反應速率。這就是速率受溫度影響不為零的原因。
量子隧道效應在有機化學反應中最為常見，尤其是壹些含有活性中間體的反應和壹些酶催化的生化反應。這是酶可以顯著提高反應速率的壹種機制。酶利用量子隧道效應轉移電子和氫原子、重氫原子等原子核。實驗還表明，在壹定的生理條件下，即使是葡萄糖氧化酶的氧核也會產生量子隧穿效應。
質子-質子鏈式反應也是量子隧道效應的壹個例子。
壹些科學家認為，化學反應中的量子隧道效應是宇宙中許多有機分子合成的基礎，也可能是早期生命所需有機化合物合成的重要機制。在外太空，溫度極低，有大量氫氦元素，還有大量甲醛分子作為合成原料。這些因素有利於量子隧道效應的發生。通過許多類似的反應，可以從簡單的無機原料合成許多復雜的有機化合物，突破了傳統化學反應的禁止。這些有機分子很可能與生命起源有關。