คำว่ากลศาสตร์ควอนตัม (QM) โดยทั่วไปหมายถึงสูตรทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีควอนตัม กลศาสตร์ควอนตัมมักจะอธิบายและทำนายการเคลื่อนไหวและพฤติกรรมของอนุภาคในระดับอะตอมและระดับอะตอม เหล่านี้รวมถึงอนุภาคเช่นอะตอมอิเล็กตรอนโปรตอนและโฟตอน จากกลศาสตร์ควอนตัมพฤติกรรมและการเคลื่อนที่ของอนุภาคในระดับจุลภาคเหล่านี้มีลักษณะต่อต้านการเกิดปฏิกิริยาซึ่งแตกต่างอย่างมากจากสิ่งที่สังเกตเห็นในชีวิตประจำวัน สิ่งนี้ต้องการทฤษฎีเช่นกลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออธิบายโลกที่แตกต่างให้ดีขึ้น
ในโลกที่มีขนาดมหึมามักจะมีปรากฏการณ์สองประเภทที่นักวิทยาศาสตร์จำแนก: อนุภาคและคลื่น อนุภาคสามารถถูกพิจารณาว่าเป็นภาษาท้องถิ่นขนส่งมวลและพลังงานในการเคลื่อนไหว คลื่นเป็นปรากฏการณ์ประเภทหนึ่งที่ไม่เคยมีการแปลและไม่มีมวล แต่ก็มีพลังงาน อนุภาคของโลกขนาดเล็กที่ถูกตรวจสอบในกลศาสตร์ควอนตัมนั้นแตกต่างจากโลกมาโครเพราะในบางสถานการณ์อนุภาคอาจทำตัวเหมือนคลื่นในขณะที่ตรงกันข้ามคลื่นอาจทำตัวเหมือนอนุภาค ตามกลศาสตร์ควอนตัมนี่หมายความว่าในระดับควอนตัมที่แอปเปิลสามารถทำตัวเหมือนคลื่นได้ในขณะที่คลื่นอาจทำตัวเหมือนแอปเปิ้ล
กลศาสตร์ควอนตัมใช้หน่วยควอนตัมเพื่อกำหนดและวัดปริมาณคุณสมบัติทางกายภาพของอนุภาคเหล่านี้อย่างคร่าว ๆ โดยทั่วไปจะมีการวัดอนุภาคโดยพิจารณาจากฟังก์ชั่นคลื่นที่บันทึกในเวลาที่ทำการวัด แต่เนื่องจากอนุภาคอาจทำตัวเหมือนคลื่นจึงไม่สามารถระบุตำแหน่งหรือความเร็วของอนุภาคได้พร้อมกัน
ปริศนาที่ชัดเจนนี้เรียกว่าหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กซึ่งกล่าวอีกนัยหนึ่งระบุว่าตำแหน่งและโมเมนตัมไม่สามารถวัดได้พร้อมกัน สิ่งนี้ไม่ได้ทั้งหมดเนื่องจากมีข้อ จำกัด ในการวัดอุปกรณ์หรือความสามารถ แต่เนื่องจากความไม่แน่นอนนี้เชื่อว่ามีอยู่ในตัวของอนุภาคเอง กลศาสตร์ควอนตัมจึงเป็นทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ที่พยายามคำนวณความน่าจะเป็นตามฟังก์ชั่นคลื่น
นักวิทยาศาสตร์หลายคนไม่เห็นด้วยกับกลศาสตร์ควอนตัม Albert Einstein เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่บางครั้งมีความสำคัญต่อทฤษฎีควอนตัมในขณะที่มันขัดแย้งกับทฤษฎีของเขาเอง ดังนั้นหนึ่งในปัญหาที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ร่วมสมัยคือการสร้างทฤษฎีที่จะรวมความคิดของกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein นักฟิสิกส์เช่นจูเลียนบาร์เบอร์ได้เสนอวิธีการแก้ปัญหาที่สร้างสรรค์ให้กับปัญหานี้โดยทั่วไประบุว่าถ้ามนุษย์คิดว่าเวลานั้นไม่มีอยู่จริงไม่มีอุปสรรคต่อการรวมกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพ
