Vật lý học lượng tử là một nhánh của vật lý nghiên cứu về các hiện tượng và hệ thống ở mức độ siêu nhỏ, tức là cỡ của nguyên tử và hạt nhỏ hơn. Nó mô tả và dự đoán hành vi của các hệ thống này thông qua các khái niệm lượng tử.
Trong lĩnh vực này, các đối tượng như electron và photon được mô tả bằng các hàm sóng xác suất thay vì các quỹ đạo cụ thể như trong mô hình cổ điển. Các đại lượng như năng lượng của hạt và vị trí của chúng không thể được xác định chính xác, mà chỉ có thể được xác định với xác suất.
Một số khái niệm quan trọng trong vật lý học lượng tử bao gồm nguyên tắc không chắn, nguyên tắc bất định Heisenberg, siêu dẫn và năng lượng lượng tử. Vật lý học lượng tử đã đưa ra những hiểu biết mới và giải thích cho nhiều hiện tượng tưởng chừng không hiểu được bằng lý thuyết cổ điển, như hiện tượng gian lận cực thấp và gian lận lượng tử.