布洛赫定理，由菲利克斯·布洛赫在1928年提出，是固體物理學中的一個基本定理，用於描述周期性勢場中電子的運動狀態。該定理的數學基礎由喬治·威廉·希爾、加斯東·弗洛凱和亞歷山大·李雅普諾夫等人獨立提出。
布洛赫定理的核心內容是，在周期性勢場中，電子的薛丁格方程的解具有特定的形式。電子的波函式可以表示為平面波乘以一個周期性函式，這個周期性函式描述了電子在晶體中各點出現的機率。這種波函式形式表明，電子在晶體中的運動可以分為兩部分：一部分是圍繞原子核運動的共有化運動，另一部分是電子在整個晶體中的自由運動。
布洛赫定理的物理意義在於，它揭示了晶體中電子運動的巨觀性質，如能帶結構和電子的共有化運動。這些性質可以通過求解薛丁格方程並套用布洛赫定理來計算。布洛赫定理的一個重要推論是，在完整的晶體中，電子的波矢（即布洛赫波矢）是一個守恆量，這意味著電子可以在晶體中自由移動而不受散射。
布洛赫定理是能帶理論的基礎，能帶理論是理解固體電子結構和物理性質的關鍵。通過布洛赫定理，可以解釋晶體內電子的運動特性，包括電子的共有化運動和晶體中電子的能量量子化現象。