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[[Archivo:3D Wavefunction (2,2,2).gif|thumb|left|Esquema de un orbital en dos dimensiones.]]
El formalismo de la mecánica cuántica se desarrolló durante la [[Años 1920|década de 1920]]. En 1924, [[Louis de Broglie]] propuso que, al igual que las ondas de luz presentan propiedades de partículas, como ocurre en el [[efecto fotoeléctrico]], las partículas, a su vez, tambiént presentanasi propiedadeste [[onda (física)|ondulatorias]]. Dos formulaciones diferentes de la mecánica cuántica se presentaron después de la sugerencia de Broglie. En 1926, la [[mecánica ondulatoria]] de [[Erwin Schrödinger]] implica la utilización de una entidad matemática,introduzco la [[función de onda]], que está relacionada con la probabilidad de encontrar una partícula en un punto dado en el espacio. En 1925, la [[mecánica matricial]] de [[Werner Heisenberg]] no hace mención alguna de las funciones de onda o conceptos similares, pero ha demostrado ser matemáticamente equivalente a la teoría de Schrödinger. Un descubrimiento importante de la teoría cuántica es el [[principio de incertidumbre]], enunciado por Heisenberg en 1927, que pone un límite teórico absoluto en la precisión de ciertas mediciones. Como resultado de ello, la asunción clásica de los científicos de que el estado físico de un sistema podría medirse exactamente y utilizarse para predecir los estados futuros tuvo que ser abandonada. Esto supuso una revolución filosófica y dio pie a numerosas discusiones entre los más grandes físicos de la época.
 
La mecánica cuántica se combinó con la teoría de la relatividad en la formulación de [[Paul Dirac]] de [[1928]], lo que, además, predijo la existencia de [[antipartícula]]s. Otros desarrollos de la teoría incluyen la estadística cuántica, presentada en una forma por Einstein y Bose (la [[estadística de Bose-Einstein]]) y en otra forma por Dirac y [[Enrico Fermi]] (la [[estadística de Fermi-Dirac]]); la [[electrodinámica cuántica]], interesada en la interacción entre partículas cargadas y los campos electromagnéticos, su generalización, la [[teoría cuántica de campos]] y la [[electrónica cuántica]].