Kuantum fiziği, atom içindeki “quanta” denilen parçacıkların davranış ve etkileşimlerini inceliyor. Başka bir bakışla, “kuantum fiziği”ne “atom fiziği” de diyebiliriz. Atom içi parçacıklar, klasik fiziğin öngördüğü ultraviyole patlamasından kaçınarak, titreşim frekanslarına bağlı olarak enerji emebiliyorlar. Kuantum teorisi ilk kez 1900 yılında Max Planck tarafından geliştirildi.
Kuantum fiziği ortaya çıkmadan önce, atomların da Güneş Sistemi gibi makro hareketliliklere benzer biçimde hareket ettiği zannedilirdi. Kuantum teorisi sayesinde lazer, transistor, emar (MR) tarayıcılar, elektron mikroskobu, süper kondüktörler gibi aygıt ve uygulamalar mümkün olabildi.