La superconductividad consiste en la aparición de una brecha energética $\Delta$ en el espectro de excitación de las cuasipartículas electrónicas, que se emparejan en forma de par de Cooper por debajo de la temperatura crítica $T_{c}$ .
Otra escala energética importante en los metales (superconductores o no) es la energía de Fermi $E_{F}$ que representa la energía de base de todos los electrones de conducción. Así que se pueden generar muchos criterios interesantes manipulando el hueco energético y la energía de Fermi. Por ejemplo $\Delta/E_{F}$ representa la fuerza de la unión superconductora de los electrones en forma de pares de Cooper.
A partir de estas energías: la brecha energética $\Delta$ y la energía de Fermi $E_{F}=mv_{F}^{2}/2$ con $v_{F}$ la velocidad de Fermi y $m$ la masa de la banda de conducción, se puede generar una longitud característica natural $\ell_{b.}\sim\frac{\hbar v_{F}}{\Delta}$ . Esta longitud característica representa ingenuamente el tamaño del par de Cooper, y se denomina longitud de coherencia.
Esto era para un sistema limpio. En los sistemas difusivos, existe además la constante de difusión $D$ que representa un área explorada por unidad de tiempo. Así, la escala de longitud natural construida a partir de $\Delta$ es $\ell_{d.}\sim\sqrt{\frac{\hbar D}{\Delta}}$ . Dado que uno suele tomar $D\sim v_{F}\cdot l$ con $l$ la trayectoria libre media, ésta sigue estando relacionada con la velocidad de Fermi, aunque con diferente exponente.
La longitud de la coherencia depende de la temperatura (porque $\Delta$ depende de la temperatura, como por ejemplo $\Delta\sim\sqrt{T-T_{c}}$ en el régimen de Ginzburg-Landau), y está relacionada con la rigidez de fase del condensado superconductor: es necesario inclinar la fase superconductora sobre el tamaño de la longitud de coherencia superconductora para obtener algo de corriente. Además, la longitud de coherencia está relacionada con la longitud de penetración que presenta un superconductor en contacto con un metal normal. Dado que $\Delta\rightarrow0$ como $T\rightarrow T_{c}$ la longitud de coherencia diverge a la temperatura crítica, lo cual es un sello distintivo de un fenómeno crítico (es decir, una transición de fase de segundo orden en este caso).
La longitud de coherencia superconductora aparece de forma natural en muchas circunstancias, como por ejemplo la penetración de las propiedades superconductoras sobre materiales no superconductores. Por ejemplo, la corriente de Josephson $j$ se comporta como $j\sim \ell_{b.}/x$ en sistemas balísticos y como $j\sim e^{-x/\ell_{d.}}$ en sistemas difusivos a distancia $x$ de la interfaz superconductora.
