波粒二象性(wave-particle duality)是量子力學中的一個重要概念，指微觀粒子或量子既可以部分地以粒子的形式描述，也可以部分地用波的形式描述。這意味著在量子領域，經典的粒子與波的概念不再適用，因為它們無法完全描述這一範圍內的物理行為。愛因斯坦在1924年提出的光電效應的光量子解釋標誌著對波粒二象性認識的開始。德布羅意進一步提出「物質波」假說，認為所有物質都具有波粒二象性，包括電子和其他微觀粒子。這一假說後來被電子衍射實驗所證實。
在量子力學中，微觀粒子在不同條件下可以表現出波動或粒子的性質。例如，電子在不同的實驗條件下可以表現出乾涉和衍射等波動現象，同時也保持了粒子的特性。這種波粒二象性導致了量子力學的建立，為描述微觀世界提供了理論框架。在量子力學中，粒子狀態由波函式描述，波函式具有疊加性，意味著粒子可以同時處於多個狀態，這些狀態在觀測時通過塌縮波函式而確定。
波粒二象性的概念在多個領域有著廣泛的套用，如電子顯微鏡利用電子的波動性質來觀察微觀物體，核磁共振成像(MRI)利用原子核的波動性質來觀察人體內部結構和器官。這些套用展示了波粒二象性在理解和套用自然界基本力量方面的深遠影響。