波粒二重性，又稱波粒二象性，是微觀粒子的基本屬性之一。這個屬性指的是微觀粒子有時會顯示出波動性（這時粒子性不顯著），有時又會顯示出粒子性（這時波動性不顯著）。在不同條件下，微觀粒子可以分別表現為波動和粒子的性質。所有的微觀粒子都具有波粒二象性。
這個概念在量子力學中得到了深入的闡述，量子力學認為自然界中的所有粒子，如光子、電子或原子，都可以用一個微分方程來描述，這個方程的解即為波函式。波函式描述了粒子的狀態，具有疊加性，即它們能夠像波一樣互相乾涉和衍射。同時，波函式也被解釋為描述粒子出現於特定位置的機率幅，這樣，粒子性和波動性就統一在同一個解釋中。
需要注意的是，波粒二重性並不是視覺上的混淆，而是一種客觀的物理現象。人的眼睛生理構造無法同時觀察到粒子顯示的粒子性，又同時觀察到粒子顯示的波動性。這種人體眼睛生理構造思維屬性，必須反映到玻爾、海森堡量子力學中。