电子的波粒二象性使得其在原子中的运动不是在确定的轨道上，而是以一定的概率出现在原子空间的不同地方，这种运动要用量子力学的理论来描述。因此，波粒二象性推动了量子力学的发展。[4] 历史上，物理学对于光的本质形成了两种学说——“微粒说”和“波动说”，两种学说经历了17世纪至19世纪三百多年的争论，直至爱因斯坦（Albert Einstein）对光电效应进行解释，在光的层面印证了波粒二象性；[5]而后，德布罗意（L.de Broglie）将波粒二象性推广到所有的实物粒子。[2] 借助波粒二象性，可以观测试样内部的显微结构、[6]检测材料的残余应力、[7]研究制造各种光电器件、[8]实现媒体3D效果、[9]分析物质的化学组成和相对含量等。[10] 2015年，瑞士洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne，EPFL）的科学家成功拍摄出第一张波粒二象性的照片；[11]2021年，中国北京大学的科学家实现了在惠勒（Wheeler）延迟选择条件下粒子的多路径波粒二象性的观测。[12]