波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。指微观粒子有时显示出波动性（这时粒子性不显著），有时又显示出粒子性（这时波动性不显著），在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质。一切微观粒子都具有波粒二象性。

费曼曾经设计了一个对比子弹、水波和电子分别通过双缝的理想实验，来说明微观粒子与经典粒子和经典波的区别。

这是对比子弹、水波和电子通过双缝的实验装置原理图：

子弹

关闭下缝，子弹通过上缝到达屏上，观察到的子弹密度分布如曲线P1 所示。反之, 关上缝开下缝，得子弹密度分布曲线P2。将P1与P2叠加，得到曲线P1 +P2。同时打开缝1和缝2，发射两倍数目的子弹，最后得到的子弹数目分布曲线是曲线P3。曲线P3与P1 +P2完全一样，称为“非相干叠加”。

由此可见，子弹的波动性表现很不明显，子弹通过双缝后在屏上形成了非相干叠加， 即主要表现了粒子性。

水波

因为水波通过双缝时被分为两个相干的次波源，它们在空间将进行相干叠加，所以将呈现出双缝干涉图样。

电子

电子通过狭缝后在屏上出现的位置不可预测。观察时间较短时，屏上记录点的分布看起来没有什么规律。当时间足够长，屏上接收的电子数越来越多，有些地方很密，有些地方则很疏，其分布将形成有规律的单缝衍射图样。

同时打开双缝，电子象子弹那样，只能通过其中一条缝；但是，电子在接收屏上出现的结果却显示出了确定分布的干涉图样。

实验结果表明：电子的行为既不等同于经典粒子，也不等同于经典波动，它兼有粒子和波动的某些特性，这就是波粒二象性。

波粒二象性(wave-particle duality)是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里，微观粒子有时会显示出波动性(这时粒子性较不显著)，有时又会显示出粒子性(这时波动性较不显著)，在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性，是微观粒子的基本属性之一。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子物质波电子衍射试验所证实。

2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。

惠更斯、牛顿

按照惠更斯原理，波沿直线传播与球面传播。

较为完全的光理论最早是由克里斯蒂安·惠更斯发展成型，他提出了一种光波动说。使用这理论，他能够解释光波如何因相互干涉而形成波前，在波前的每一点可以认为是产生球面次波的点波源，而以后任何时刻的波前则可看作是这些次波的包络。从他的原理，可以给出波的直线传播与球面传播的定性解释，并且推导出反射定律与折射定律，但是他并不能解释，为什么当光波遇到边缘、孔径或狭缝时，会偏离直线传播，即衍射效应。惠更斯假定次波只会朝前方传播，而不会朝后方传播。他并没有解释为什么会发生这种物理行为。稍后，艾萨克·牛顿提出了光微粒说。他认为光是由非常奥妙的微粒组成，遵守运动定律。这可以合理解释光的直线传播和反射性质。但是，对于光的折射与衍射性质，牛顿的解释并不很令人满意，他遭遇到了较大的困难。

由于牛顿无与伦比的学术地位，他的粒子理论在一个多世纪内无人敢于挑战，而惠更斯的理论则渐渐为人淡忘。直到十九世纪初衍射现象被发现，光的波动理论才重新得到承认。而光的波动性与粒子性的争论从未平息。

1901年，马克斯·普朗克发表了一份研究报告，他对于黑体在平衡状况的发射光波频谱的预测，完全符合实验数据。在这份报告里，他做出特别数学假说，将谐振子(组成黑体墙壁表面的原子)所发射或吸收的电磁辐射能量加以量子化，他称呼这种离散能量为量子。

其中， 是离散能量， 是普朗克常数。

这就是著名的普朗克关系式。从普朗克的假说，普朗克推导出一条黑体能量分布定律，称为普朗克黑体辐射定律。