概念
科學研究的對象是客觀物質世界。在物理學的長期發展中人們將所研究的客觀物質世界按其大小分成兩個範圍，一個是巨觀世界，一個是微觀世界。兩者是相對而言的。人們把由大量分子、原子和光子組成的物體稱做巨觀物體，如牛頓力學描述的質點、電磁場（或光）等等。這些巨觀物體的總和構成了物理學研究的巨觀世界。巨觀世界滿足的規律稱為巨觀規律。經典力學、經典電磁理論、經典統計理論都是描述巨觀世界的理論。與此相反，人們把分子、原子、原子核、質子、中子、電子、光子等稱為微觀客體。微觀客體遵循的物理學規律稱為微觀規律，它們與巨觀規律有著極大的差別。符合微觀規律的客觀物質世界稱為微觀世界。量子理論就是描述微觀世界的一種理論。
量子理論
量子論是現代物理學的兩大基石之一。量子論給我們提供了新的關於自然界的表述方法和思考方法。量子論揭示了微觀物質世界的基本規律，為原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學奠定了理論基礎。它能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收與輻射等。
黑體輻射的研究
熱輻射是19世紀發展起來的一門新學科，它的研究得到了熱力學和光譜學的支持，同時用到了電磁學和光學的新興技術，因此發展很快。到19世紀末，由這個領域又打開了一個缺口，即關於黑體輻射的研究，導致了量子論的誕生。為了得出和實驗相符合的黑體輻射定律，許多物理學家進行了各種嘗試。
光電效應的研究
1905年，愛因斯坦針對經典理論解釋光電效應所遇到的困難，發表了他的著名論文《關於光的產生和轉化的一個試探性觀點》。在這篇論文中，愛因斯坦總結了光學發展中微粒說和波動說長期爭論的歷史，揭示了經典理論的困境，在普朗克能量子假說的基礎上，提出了一個嶄新的觀點——光量子假說。
玻爾理論
普朗克和愛因斯坦的工作在物理學史上有其重要的地位，但使量子理論產生深遠影響的是玻爾。
1913年，丹麥物理學家及20世紀主要科學思想家尼爾斯·玻爾再一次極其漂亮地利用了普朗克理論。他從盧瑟福的有核模型，普朗克的能量子概念以及光譜學的成就出發，得到了在相當準確度上，自然實際服從的許多分立的並穩定的能量級和光譜頻率的"怪異的"規則，從而成功地解決了原子有核結構的穩定性問題，並出色地解釋了氫原子的光譜。後來，依萬士(E.J.Evans)的氫光譜實驗證實了玻爾關於匹克林(Pickering)譜線的預見。莫塞萊(H.G.J.Moseley)測定各種元素的X射線標識譜線，證明它們具有確定的規律性，為盧瑟福和玻爾的原子理論提供了有力證據。
