Seine entscheidende Entdeckung machte von Klitzing in der Nacht zum 5. Februar 1980 am Hochfeld-Magnetlabor in Grenoble: Der Forscher fand heraus, dass der Stromfluss durch einen Halbleiter weitgehend durch ein Naturgesetz bestimmt wird. Quantisierter Hall-Effekt wird seine wegweisende Entdeckung genannt. Dieser Effekt ermöglicht erstmals, ein exaktes Maß für den elektrischen Widerstand festzulegen – als Naturmaß mit der Einheit Ohm. Der Quanten-Hall-Effekt war aber auch einer der Ausgangspunkte für die Nanoelektronik und die wissenschaftliche Erforschung der physikalischen Eigenschaften von Halbleitern weit unterhalb der Größenordnung heutiger Mikroelektronik. Für diese Entdeckung erhielt Klaus von Klitzing 1985 den Nobelpreis für Physik.
