คลื่นอนุภาคเป็นแก่นของทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม เช่น ทวิภาคของคลื่นและอนุภาค ที่อนุภาคทั้งหมดสามารถประพฤติตัวเป็นคลื่นได้ เช่น ลำอิเล็กตรอนสามารถถูกทำให้เกิดการเลี้ยวเบนได้เหมือนกับคลื่นแสงหรือคลื่นน้ำ แนวคิดของอนุภาคที่ประพฤติตัวเป็นคลื่นถูกกล่าวถึงในสมมติฐานของเดอบรอยล์ ที่หลุยส์ เดอ บรอยล์ (Louis De Broglie) นำเสนอในปี 1924 จะเห็นได้จากสมการที่กล่าวถึงความยาวคลื่นของเดอบรอยล์ที่ว่าความยาวคลื่นของเดอบรอยล์ คือ ความยาวคลื่น, λ ที่มีความสัมพันธ์กับ โมเมนตัม, p และ ค่าคงที่ของพลังค์, hเหตุการณ์ที่คลื่นประพฤติตัวเหมือนอนุภาคถูกอธิบายครั้งแรกในการทดลองการเลี้ยวเบนของโลหะบางของทอมสัน (George Paget Thomson) และการทดลองของเดวิสันและเจอเมอร์ (Davisson–Germer) โดยการทดลองคลื่นที่ประพฤติตัวเหมือนอนุภาคเป็นสิ่งสำคัญในวิชาทฤษฎีสมัยใหม่ของฟิสิกส์อะตอมและฟิสิกส์อนุภาค