Contemporaneamente al modello quantistico nasce la fisica quantistica, sviluppata a partire dal 1924 e i cui nomi più eccellenti furono Heisemberg, Schroedinger, Bohr e Dirac.

Proprio Heisemberg è lo scopritore del principio di indeterminazione: la legge fondamento di tutta la teoria quantistica.

Tale principio è conseguenza del fatto che la fisica prende in considerazione solo entità che possono essere misurate, cioè grandezze. Nello studio del mondo microscopico questa osservazione, che può apparire ovvia, porta a conseguenze completamente nuove rispetto a ciò che accade nel caso di fenomeni macroscopici.

Infatti per determinare la posizione di particelle molto piccole utilizza radiazioni elettromagnetiche, in questo modo però si perturba in modo imprevedibile la loro quantità di moto.

Nel mondo subatomico il concetto di traiettoria non ha più senso, perché non si può parlare di traiettoria se non si può osservare il moto di un corpo senza perturbarlo.

Il principio di indeterminazione rende esattamente questo concetto: posizione e quantità di moto di una particella non possono essere misurate contemporaneamente con infinita precisione; indicando con  e  le indeterminazioni della posizione x e della quantità di modo p il principio di indeterminazione è espresso dalla formula:

Può essere derivata dalle

Il principio di indeterminazione vale per tutti i corpi sia macroscopici che microscopici, ma mentre nel caso macroscopico la indeterminazioni  e  sono trascurabili, nel caso microscopico la misurazione contemporanea di posizione e quantità di moto è molto imprecisa.

è solo la prima forma del principio di indeterminazione, ne esiste una seconda:

 incertezza sul tempo

 incertezza sull’energia

 Quindi nemmeno energia e tempo possono essere conosciute contemporaneamente con precisione grande a piacere