Kvantmehaanika on väga väikeste osakeste olemuse ja käitumise uurimine, näiteks elektronid, prootod ja neutronid.
Neid osakesi ei saa otse jälgida, kuid neid saab jälgida ainult nende mõju kaudu ümbritsevale olemusele.
Kvantmehaanika väidab, et need osakesed võivad olla korraga kahes või enamas olukorras, nähtused, mida tuntakse superpositsioonidena.
Ainus viis teada saada, millist olukorda jälgitakse, on selle mõõtmine, kuid see mõõtmine võib mõjutada osakese olekut.
Kvantmehaanika väidab ka, et neid osakesi saab üksteisega ühendada nähtuste kaudu, mida nimetatakse takerdumiseks, kus ühe osakese muutused võivad mõjutada teisi osakesi kohe, isegi kui need asuvad universumi vastasotsas.
Üks kvantmehaanika praktilisi rakendusi on kvanttehnoloogias, näiteks kvantarvutite väljatöötamine, mis suudab väga lühikese aja jooksul teha palju arvutusi.
Kvantmehaanika seletab ka selliseid nähtusi nagu TUNEL -i efekt, kus osakesed võivad läbida tõkke, mida ei tohiks klassikalise füüsikaseaduse kohaselt ületada.
Selliseid nähtusi nagu kvantteleport saab seletada ka kvantmehaanikaga, kus teavet saab kohe ühelt osakelt teisele teisaldada.
Kvantmehaanika on tihe seos relatiivsusteooriaga ja mõlemad on tänapäevase füüsika alus.
Ehkki kvantmehaanika osutus universumi nähtuse selgitamisel väga tõhusaks, on sellel teadusel siiski palju aspekte, mida pole täielikult mõistetud ja muutuvad uurimistööks ja eksperimentaalselt.