Studiem klastrů chceme porozumět vlastnostem určité látky na molekulové úrovni, tj. na základě vlastností jednotlivých molekul z nichž se látka skládá. Můžeme postupovat tak, že spojujeme molekuly po jedné dohromady, tj. vytváříme klastry a při tom sledujeme, jak se určitá vlastnost vyvíjí v závislosti na velikosti klastru, až dospějeme k vlastnosti makroskopického materiálu.
Některé materiály se chovají přitom přinejmenším podivně. Třeba zlato tak je známe v makroskopické podobě je inertní, běžně nereagující kov. Hovoříme-li o klastrech (nanočásticích) zlata, pak spojení 20 atomů zlata vytvoří velmi reaktivní katalyzátor a odebereme-li z něj další atomy až na 3 atomy spojené do klastru, získáme opět nereaktivní (inertní) látku!
Ovšem klastry mají i samy o sobě celou řadu unikátních vlastností, které je odlišují jak od izolovaných molekul tak od makroskopických těles. Mezi důležité vlastnosti volných klastrů ve vakuu patří např. velké množství stupňů volnosti, které z nich činí velice efektivní termální lázeň se schopností udržovat si teplotu rychlým odpařováním částic z povrchu, přičemž jejich teplota může dosahovat mimořádně nízkých hodnot (desetiny kelvinu). Do klastru lze vložit více molekul a sledovat jejich vzájemné interakce, případně lze na molekulách v klastrech studovat laserem vzbuzené procesy a podobně. Proto někdy hovoříme o volných klastrech jako o létajících nanolaboratořích.
Volné nanočástice (klastry) mají i praktický význam. Jako zásadní příklad významu přírodního nanoreaktoru může sloužit role, kterou hrají nanočástice v chemii atmosféry, zejména hrají roli v objasnění ozonové díry nad Antarktidou.