關於原子和亞原子物理體系運動規律的理論，它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。
建立和發展 量子力學是在舊量子論的基礎上發展起來的。舊量子論包括M.K.E.L.普朗克的量子假說、A.愛因斯坦的光量子理論和N.H.D.玻爾的原子理論。1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場和物質交換能量是以間斷的形式（能量子）實現的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數 h稱為普朗朗克常數，從而得出黑體輻射能量分佈公式，成功地解釋瞭黑體輻射現象。1905年，愛因斯坦引進光量子（光子）的概念，並給出瞭光子的能量和動量與輻射的頻率和波長的關系，成功地解釋瞭光電效應。其後，他又提出固體的振動能量也是量子化的，從而解釋瞭底溫下固體比熱問題。1913年，玻爾在E.L.盧瑟福(1871～1937)有核原子模型的基礎上建立起原子的量子理論。按照這個理論，原子中的電子隻能在分立的軌道上運動，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態叫“定態”，而且原子隻有從一個定態轉到另一個定態，才能吸收或輻射能量。這個理論雖然有許多成功之處，但在邏輯上不自洽、不完全，對於進一步解釋實驗現象還有許多困難。作為新量子論的量子力學是在1924年至1926年間發展起來的。1924年，L.-V.de佈羅意(1892～?)提出物質波的概念；1925年，W.K.海森伯基於物理理論隻處理可觀察量的認識，拋棄瞭不可觀察的軌道概念，並從可觀察的輻射頻率及其強度出發，和M.玻恩（1882～1956）、P.約爾丹一起建立起矩陣力學；1926年，E.薛定諤(1887～1961)基於量子性是微觀體系波動性的反映這一認識，找到瞭微觀體系的運動方程，從而建立起波動力學，其後不久還證明瞭波動力學和矩陣力學的數學等價性；P.A.M.狄拉克(1902～ )和約爾丹各自獨立地發展瞭一種普遍的變換理論，給出量子力學簡潔、完善的數學表達形式；玻恩則用幾率波的概念為薛定諤波函數作出幾率解釋，從而使量子力學成為一個自洽的物理理論。1927年，海森伯得出測不準關系（見測不準原理），玻爾提出並協原理，對量子力學給出進一步的闡釋。量子力學和狹義相對論的結合產生瞭相對論量子力學。經狄拉克、海森伯和W.泡利等人的工作發展瞭量子電動力學。20世紀30年代以後形成瞭描述各種粒子場的量子化理論──量子場論，它構成瞭描述基本粒子現象的理論基礎。
基本原理 量子力學的基本原理包括量子態的概念、運動方程、理論概念和觀測物理量之間的對應規則和物理原理。在量子力學中，一個物理體系的狀態由波函數表示，波函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示；測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作，對應於代表該量的算符對其波函數的作用；測量的可能取值由該算符的本征方程決定，測量的期待值由一個包含該算符的積分方程計算。波函數的平方代表作為其變數的物理量出現的幾率。根據這些基本原理並附以其他必要的假設，量子力學可以解釋原子和亞原子的各種現象。而具有角動量量綱的普朗克常數h 是關於自然現象究竟應該用量子力學還是用經典力學描述的一個判據。如果一個物理體系的動力學變量具有角動量量綱，其數值可同h相比，則它們的行為必須用量子理論加以描述；反之，當具有角動量量綱的變量遠大於h時，則經典物理學定律在足夠精確的程度上有效。
哲學問題 關於量子力學解釋的討論涉及許多哲學問題，其核心是因果性和物理實在問題。按動力學意義上的因果律說，量子力學的運動方程也是因果律方程，當體系的某一時刻的狀態被知道時，可以根據運動方程預言它的未來和過去任意時刻的狀態。但量子力學的預言和經典物理學運動方程（質點運動方程和波動方程）的預言在性質上是不同的。在經典物理學理論中，對一個體系的測量不會改變它的狀態，它隻有一種變化，並按運動方程演進。因此，運動方程對決定體系狀態的力學量可以作出確定的預言。但在量子力學中，體系的狀態有兩種變化，一種是體系的狀態按運動方程演進，這是可逆的變化；另一種是測量改變體系狀態的不可逆變化。因此，量子力學對決定狀態的物理量不能給出確定的預言，隻能給出物理量取值的幾率。在這個意義上，經典物理學因果律在微觀領域失效瞭。據此，一些物理學傢和哲學傢斷言量子力學擯棄因果性，而另一些物理學傢和哲學傢則認為量子力學因果律反映的是一種新型的因果性──幾率因果性。量子力學中代表量子態的波函數是在整個空間定義的，態的任何變化是同時在整個空間實現的。20世紀70年代以來，關於遠隔粒子關聯的實驗表明，類空分離的事件存在著量子力學預言的關聯。這種關聯是同狹義相對論關於客體之間隻能以不大於光速的速度傳遞物理相互作用的觀點相矛盾的。於是，有些物理學傢和哲學傢為瞭解釋這種關聯的存在，提出在量子世界存在一種全局因果性或整體因果性，這種不同於建立在狹義相對論基礎上的局域因果性，可以從整體上同時決定相關體系的行為。
量子力學用量子態的概念表征微觀體系狀態，深化瞭人們對物理實在的理解。微觀體系的性質總是在它們與其他體系特別是觀察儀器（實驗裝置）的相互作用中表現出來。而且由於與微觀體系相互作用並記錄它們的儀器用經典物理學語言就能作出足夠精確的描述，這就決定瞭微觀體系的量子力學描述必須與經典物理學描述結合。人們對觀察結果用經典物理學語言描述時，發現微觀體系在不同的條件下，或主要表現為波動圖象，或主要表現為粒子行為。而量子態的概念所表達的則是微觀體系與儀器相互作用而產生的表現為波或粒子的可能性。量子力學表明，微觀物理實在既不是波也不是粒子，真正的實在是量子態。真實狀態分解為隱態和顯態，是由於測量所造成的，在這裡隻有顯態才符合經典物理學實在的含義。微觀體系的實在性還表現在它的不可分離性上。量子力學把研究對象及其所處的環境看作一個整體，它不允許把世界看成由彼此分離的、獨立的部分組成的。關於遠隔粒子關聯實驗的結論，也定量地支持瞭量子態不可分離性的觀點（見EPR悖論）。
參考書目
W.海森伯著，王正行、李紹光、張虞譯：《量子論的物理原理》，科學出版社，北京，1983。
P.狄拉克著，陳成亨譯：《量子力學原理》，科學出版社，北京，1965。
H.賴興巴赫著，侯德彭譯：《量子力學的哲學基礎》，商務印書館，北京，1965。