Mekanika kuantum
Teori kuantum juga memberikan deskripsi akurat bagi banyak fenomena yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan, seperti radiasi benda-hitam dan stabilitas orbital elektron pada atom. Ilmu ini juga memberikan gambaran pada banyak sistem biologi seperti reseptor bau dan struktur protein. Penelitian terbaru mengenai fotosintesis telah memberikan bukti bahwa korelasi kuantum memainkan peranan penting pada proses dasar pada tanaman dan banyak organisme lainnya. Fisika klasik seringkali juga dapat memberikan perkiraan yang baik seperti fisika kuantum, umumnya pada kasus dengan partikel jumlah besar atau bilangan kuantum besar. Karena perumusan klasik jauh lebih sederhana dan mudah untuk dihitung daripada perumusan kuantum, perkiraan klasik digunakan dan lebih dipilih ketika sebuah sistem cukup besar untuk menjadikan efek mekanika kuantum menjadi kecil.
Asas larangan Pauli
Asas larangan Pauli adalah prinsip mekanika kuantum yang dirumuskan oleh fisikawan Austria Wolfgang Pauli pada tahun 1925. Dalam bentuk yang paling sederhana untuk elektron pada atom tunggal, aturan ini menyatakan bahwa tidak ada dua elektron yang memiliki bilangan kuantum yang sama. Jadi bila "n", "l", dan "m" kedua elektron semuanya sama, "m haruslah berbeda, sehingga kedua elektron tersebut memiliki spin berlawanan. Secara lebih umum, tidak ada dua fermion identik (partikel dengan spin pecahan) boleh menduduki keadaan kuantum yang sama secara bersamaan.