Pastebėjus, kad klasikinės fizikos teorijos nesugeba paaiškinti tam tikrų reiškinių, tokių kaip įkaitintų kūnų spinduliavimas, XX amžiaus pradžioje fizikai pradėjo kurti naują teorinį pagrindą. Taip atsirado kvantinė mechanika, kuri nagrinėja materijos ir energijos elgseną atomų ir subatominių dalelių masteliu. Pirmą žingsnį žengė Maksas Plankas, iškėlęs hipotezę apie energijos porcijas – kvantus. Kvantinė fizika, kaip platesnė disciplina, remiasi kvantine mechanika, aiškindama atomų struktūrą, elementariųjų dalelių sąveikas ir medžiagų, pavyzdžiui, puslaidininkių, ypatybes.

• Klasikinė fizika XIX a. pabaigoje negalėjo paaiškinti kai kurių stebėjimų, pvz., šiluminio spinduliavimo.
• Kvantinė mechanika, pradėta vystyti apie 1900 m., aiškina atomų ir subatominių dalelių elgseną.
• Maksas Plankas pirmasis pasiūlė energijos kvantavimo idėją.
• Kvantinė fizika yra platesnė sritis, apimanti kvantinę mechaniką ir jos taikymus medžiagų savybėms paaiškinti.

Kvantinės fizikos atsiradimas praplėtė mūsų supratimą apie materiją ir energiją pačiu fundamentaliausiu lygmeniu, parodydamas, kad mikroskopiniame pasaulyje galioja kitokie dėsniai nei mums įprastame makroskopiniame.