量子物理學，也被稱爲量子力學，是物理學中的一箇基本理論，主要研究物質世界微觀粒子運動規律，涉及原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎，不僅是現代物理學的基礎理論之一，而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。量子物理學描述微觀世界中粒子如電子和光子的行爲，這些粒子的特性與我們日常經驗中的物質（如岩石或樹木）截然不同。例如，在微觀世界裏，粒子不是固定的實體，而是以概率雲的形式存在，它們可以同時處於多箇位置，並通過量子疊加和量子糾纏展現出非凡的物理現象。
量子一詞來自拉丁語quantus，意爲“有多少”，代表“相當數量的某物質”。如果一箇物理量存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，並把最小單位稱爲量子。量子並不是具體的實在粒子，而是一種物理概念。例如，電子是陰極射線的量子，而光子是光的量子。不只是物質組成，許多物理量如能量、電荷、磁矩、角動量等也是量子化的，這揭示了量子化是微觀世界的本質特徵，並構成了量子力學的基礎。
19世紀末，人們發現舊有的經典理論無法解釋微觀系統，於是經由物理學家的努力，在20世紀初創立量子力學，解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解，除了廣義相對論描寫的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述（量子場論）。