微观粒子包括电子和光都具有波粒二象性。波粒二象性（wave-particleduality）指的是所有的粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述。也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象：“好像有时我们必须用一套理论。有时候又必须用另一套理论来描述（这些粒子的行为）。有时候又必须两者都用。我们遇到了一类新的困难。这种困难迫使我们要借助两种互相矛盾的的观点来描述现实。两种观点单独是无法完全解释光的现象的。但是合在一起便可以。”
波粒二象性是微观粒子的基本属性之一。1905年。爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释。人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年。德布罗意提出“物质波”假说。认为和光一样。一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说。电子也会具有干涉和衍射等波动现象。这被后来的电子衍射试验所证实。