又稱測不準原理，是德國物理學傢W.K.海森伯首先提出來的。它的數學表式是
。
這個式子說明在同一個態中同時測量座標和動量時，準確程度所受的限制。
設粒子處於波函數ψ(x)所描寫的狀態，ψ(x)是歸一化的。在這狀態中，粒子坐標x的期待值為
。
這個期待值是在 ψ(x)狀態中多次測量粒子的坐標x的平均結果。隻有當 x在ψ(x)態中有確定值時，每次測得的x值都一樣，這個數值就是期待值〈x〉（見力學量的可能值和期待值）。在一般情況下，x在 ψ(x)中沒有確定值，每次測得的x值並不相同，它們與期待值〈x〉之間有一偏差x－〈x〉。以下式定義的均方根偏差Δx表示多次測得x的值與期待值〈x〉偏差的程度
。
如坐標在ψ(x)中有確定值，則Δx 等於零。同樣，鈖x的期待值為
。
以
表示在 ψ(x)態中多次測得動量px的值與期待值<px>偏差的程度。量子力學中證明瞭
，
這個關系就是坐標x和動量px之間的測不準關系。
測不準關系不隻限於粒子的位置和動量。當兩個力學量的算符不能對易時，都有類似的測不準關系。
隻有當表示兩個力學量的算符楁和Ĝ互相對易時，即
，
才有楁和Ĝ都有確定值的態存在，這樣的態是楁和Ĝ的共同本征態。