导致量子论出现的倒不是原子世界的新鲜事物，而是一个古典热力学难题，即黑体辐射问题。1900年，英国物理学家瑞利根据经典统计力学和电磁理论，推出了黑体辐射的能量分布公式。该理论在长波部分与实验比较符合，但在短波部分却出现了无穷值，而实验结果趋于零。这部分严重的背离，被称为“紫外灾难”（紫外指短波部分）。同年，德国物理学家普朗克采用拼凑的办法，得出了一个在长波和短波部分均与实验相吻合的公式。但该公式的理论依据尚不清楚。不久，普朗克发现，只要假定物体的辐射能不是连续变化的，而是以一定的整数倍跳跃式变化，就可以对该公式做出合理的解释。普朗克将最小的不可再分的能量单元称作“能量子”或“量子”。当年12月14日，他将这一假说报告给德国物理学会，宣告了量子论的诞生。
量子假说与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”的原则直接矛盾，因此量子论出现之后，许多物理学家不予接受。普朗克本人也非常动摇，后悔当初的大胆举动，甚至放弃量子论，转而继续用能量的连续变化来解决辐射问题，但是，历史已经将量子论推上了物理学新纪元的开路先锋的位置，量子论的发展已是锐不可当。
第一个意识到量子概念的普遍意义，并将其运用到其他问题上的是爱因斯坦。他建立了光量子论以解释光电效应中出现的新现象。光量子论的提出使关于光的本性的历史争论进入了一个新的阶段。自牛顿以来，光的微粒说和波动说此起彼伏。爱因斯坦的理论重新肯定了微粒说和波动说对于描述光的行为的意义。它们均反映了光的本质的一个侧面，因为光的确有时表现出波动性，有时表现出粒子性。但它既非经典的粒子也非经典的波，这就是光的波粒二象性。主要由于爱因斯坦的工作，量子论在最初的十年得以进一步发展。
