由BCS理论（见超导微观理论）知道，库珀对是长程有序的，因此在一块超导体中所有的库珀对具有相同的位相。如果图2所示的两块超导体中间的绝缘层较厚，则两块超导体中电子无关联，各自具有独立的位相嗞1和嗞2。当绝缘层减小到某一厚度后，两块超导体中的超导电子就以位相差嗞=嗞1-嗞2联繫起来。这时的绝缘层就成为一个“弱”超导体。库珀对可通过这个“弱”超导体而出现超流隧道或电子对隧道效应。约瑟夫森从理论上得到超导隧道电流密度Js与位相差的关係为

式中Jc与两块超导体的性质和绝缘层的厚度以及所处的温度有关。

约瑟夫森同时指出，位相嗞受电压V或磁场H)的调製，嗞与V或H)的关係为

式中约瑟夫森穿透深度和d分别为超导体1和2的磁场穿透深度，d为绝缘层厚度，r为垂直于结平面的单位矢量。

如果只在结两端加恆电压V，则

这就是交流约瑟夫森效应。

如果只加一平行于结面的磁场，则

式中对结面积积分就可以得到结的总电流

式中；是穿透到约瑟夫森结中的磁通量，是磁通量子。Is的最大值为

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