量子力学是描述微观尺度物质的基本物理规律的物理学理论。量子力学的现象与经典力学不同,它用概率来描述物质的动力学。虽然量子力学的现象常常违反经典力学的直觉,但是低速的(与光速相比)经典力学的理论可以由量子力学导出。物质的量子力学行为通常出现在原子尺度。量子力学是量子物理学的基础,其发展有量子化学、量子场论、量子信息学。
在经典力学中,可以连续地测量各种物理量。但是在量子力学中,各种物理量的值是离散的,并且不能无限准确地测量某几对物理量(不确定性原理)。在量子力学中,物质呈现出波粒二象性。量子力学用波函数来描述体系的状态,哈密顿量决定了体系的演化,这个关系由薛定谔方程给出。
19世纪末20世纪初,物理学界发现了很多无法用经典理论解释的实验现象,之后,量子力学逐渐从经典理论中产生。马克斯·普朗克(Max Planck)的对黑体辐射的解释、阿尔伯特·爱因斯坦(AlbertEinstein)对光电效应的解释等理解量子现象的早期理论被称为“旧量子理论”。埃尔温·薛定谔(ErwinSchrodinger)、维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg)、保罗·狄拉克(Paul Dirac)、尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)等人用数学工具建立的量子力学的形式理论是现代科学界常用的量子力学理论。
在量子力学理论中,物理状态可以用波函数来描述,量子态出现的概率由波函数的平方决定。