Polioksometalati su poliatomni anioni opće formule MaXbOcd-, gdje je x najmanje tri, M primjerice može biti Mo, W ili V, O označava atom kisika, a X predstavlja dodatne atome metala ili nemetala u njihovoj strukturi. Zbog vrlo jednostavne priprave te niza iznimnih svojstava kojima se odlikuju polioksometalati primjenu nalaze u proizvodnji lijekova, pri razdvajanju i određivanju sadržaja bioloških materijala, koriste se kao katalizatori te kao građevne jedinke mogu se koristiti za pripravu primjerice hibridnih anorgansko-organskih materijala. Mogu postojati kao izopolianioni i heteropolianioni, ovisno o vrsti metalnih atoma od kojih su građeni, ali i o prisutnosti dodatnih aniona poput fosfata ili sulfata u njihovoj strukturi. Ovisno o uvjetima pri kojima nastaju, metalni atomi koji grade polioksometalate mogu se nalaziti u istim ili različitim oksidacijskim stanjima što dovodi do njihove značajne strukturne raznolikosti, ali i raznovrsnosti u svojstvima. Među polioksometalatima se posebno ističu oni gigantski koji sadrže preko stotinu atoma metala u različitim oksidacijskim stanjima, a oblikom podsjećaju na loptu, kotač ili ježa. Takvi su sustavi privukli značajni interes znanstvene zajednice zbog jednostavnog načina priprave i stabilnosti u vodenim otopinama, strukturnih karakteristika i dimenzija koje su usporedive s onima manjih proteina kao i jedinstvenih svojstava. Unutar takvih struktura prisutne su šupljine koje mogu ugostiti velik broj molekula, poput primjerice {H2O}100 vodenog klustera, kao i katione kao što su K+, Li+ ili NH4+. Šupljine su s okolinom povezane porama koje mogu biti otvorene i zatvorene, ovisno o ligandima koji se nalaze u sastavu klustera. Iako se spomenuti gigantski polioksometalati strukturno značajno razlikuju, u svima pronalazimo slične građevne jedinice: {(M)M5} jedinice pentagonske građe te dinuklearne {M2} i/ili mononuklearne {M1} fregmente čija je strukturna funkcija povezivanje pentagonskih jedinica (M = Mo ili W). Štoviše, neki od tipova klustera u zapisu mogu biti svedeni na osnovni jednostavniji strukturni motiv, {Mo11}.