Fizyka kwantowa jest obecnie fundamentalną teorią zjawisk zachodzących w skalach molekularnej, atomowej i jądrowej.
Okazuje się bowiem, że prawa fizyki klasycznej, które doskonale działają podczas opisu zjawisk zachodzących w skali makroskopowej, zupełnie nie sprawdzają się przy badaniu mikroświata. Teoria kwantowa jest teorią bardziej ogólną od praw fizyki klasycznej - działa zarówno w przypadku skali makro, jak i mikro. Jednak stosowanie jej w przypadku dużych obiektów nie jest konieczne, gdyż w tym przypadku prawa fizyki kwantowej sprowadzają się do łatwiejszych pod względem używanego aparatu matematycznego praw klasycznych.
Początki fizyki kwantowej sięgają pierwszych dwóch dekad XX wieku, kiedy to Max Planck wprowadził pojęcie kwantu w odniesieniu do widma promieniowania ciała doskonale czarnego. Założenie Plancka nie miało żadnego uzasadnienia teoretycznego, jednak doskonale tłumaczyło wyniki otrzymane na drodze doświadczalnej. Dalszy rozwój mechaniki kwantowej możliwy był dzięki pracom Alberta Einsteina, który wyjaśnił w oparciu o teorię kwantową zjawisko fotoelektryczne oraz Nielsa Bohra, który stworzył pierwszy w historii kwantowy model atomu. Obecnie obowiązujące matematyczne sformułowanie fizyki kwantowej stworzyli, niezależnie od siebie, Werner Heissenberg i Erwin Schrodinger. Ich teoria oparta jest na założeniu, że materia przejawia zarówno cechy korpuskularne, jak i falowe.