廿世紀(jì)約廿年代建立完成。研究電子、質(zhì)子、中子、原子、分子及其他次原子粒子之運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、及與電磁輻射之交互作用。取代了古典物理在微觀物理的地位。量子力學(xué)之形成系基于:能量的輻射及吸收是量子化的(參見quantization of energy);光(亦即輻射)與粒子均具有波動(dòng)與粒子之雙象性(參見dual property);運(yùn)動(dòng)中之粒子,其運(yùn)動(dòng)方向上之動(dòng)量與該粒子之位置不能同時(shí)被精確地確定。據(jù)此,原子中如電子等之運(yùn)動(dòng)遂可用波動(dòng)方程式(即Schr?dinger wave equation)來描述。粒子所處之狀態(tài)乃以波函數(shù)Ψ表之。波函數(shù)亦為機(jī)率幅,Ψ*Ψ(Ψ*為Ψ篇之共軛復(fù)數(shù))被定義為粒子之機(jī)率密度。量子力學(xué)不僅適用于原子、分子及固體,亦可適用于遵從費(fèi).狄統(tǒng)計(jì)(參見Fermi-Dirac statistics)的自旋角動(dòng)量數(shù)為1/2奇數(shù)倍的粒子所組成的系統(tǒng)。量子力學(xué)在原子物理、分子物理、固體物理、原子核結(jié)構(gòu)、粒子物理等之研究及發(fā)展有極大的幫助。若所研究的粒子其運(yùn)動(dòng)的速度近光速時(shí),則需使用相對(duì)論性量子力學(xué),否則使用非相對(duì)論性量子力學(xué)。