Una partícula descrita por física cuántica tiene sus propiedades cuantizadas tales como la energía, el momento, el momento angular, el espín (momento angular intrínseco del electrón). Esto significa que estas propiedades no pueden tomar cualquier valor sino sólo ciertos valores permitidos. Por ejemplo en un átomo los electrones sólo pueden tener ciertas energías específicas.
De especial relevancia es el estado cuántico de mínima energía (que no puede tomar el valor cero) denominado estado fundamental. Este es el estado en el que se encuentra el sistema de estudio a la temperatura del cero absoluto.
En un principio la cuantización de la energía se propuso como una relación empírica para entender la radiación térmica o el átomo. Más tarde se dedujo de describir la partícula como una función de onda con condiciones de contorno adecuadas. El problema es similar a las ondas estacionarias generadas en un tambor o a las vibraciones en la cuerda de una guitarra. La función de onda es una cantidad compleja que se caracteriza por una amplitud y una fase.
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Las vibraciones de los iones también están cuantizadas y se denominan fonones. Los fonones son claves en el pegamento de los pares de Cooper en los superconductores convencionales.