Mechanika kwantowa – teoria fizyczna rozszerzająca mechanikę klasyczną, konieczna do poprawnego opisu mikroświata, tj. pojedynczych cząstek elementarnych i ich układów jak atomy czy jony. Jest też konieczna do wyjaśnienia niektórych zjawisk makroskopowych jak nadprzewodnictwo i nadciekłość. Termin ten bywa synonimem fizyki kwantowej, jednak ta druga nazwa obejmuje też teorie pól kwantowych, którym mechanika kwantowa bywa przeciwstawiana – jako model zachowań cząstek w zadanych, zwykle klasycznych polach, ignorujący ich kwantową naturę.

Jednolitą i ścisłą postać nadali tej teorii Paul Dirac i John von Neumann w latach 30., odwołując się do analizy funkcjonalnej – konkretniej teorii spektralnej operatorów na przestrzeni Hilberta. Ten poczet uczonych budował na pracach szeregu poprzedników jak Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld i Louis de Broglie, których wyniki bywają nazywane wczesną teorią kwantów. Relatywistyczną wersję mechaniki kwantowej stworzyli między innymi Oskar Klein, Walter Gordon i Paul Dirac, a Richard Feynman podał nowy, lagranżowski i wariacyjny formalizm, który okazał się skuteczny w kwantowaniu pól.

Mimo kontrowersji interpretacyjnych i swojej nieintuicyjności mechanika kwantowa okazała się zgodna z obserwacjami. Wyjaśniła stabilność atomów i pomiary spektroskopowe, np. rozwiązała problem katastrofy w nadfiolecie; stała się paradygmatem i podstawą fizyki atomowej, molekularnej, materii skondensowanej oraz chemii. Stworzyła nowe kierunki badań jak chemia kwantowa, kwantowa biologia czy inżynieria, np. kwantowa informatyka i kryptografia. Została też fundamentem fizyki cząstek elementarnych – w wersji relatywistycznej przewidziała istnienie antycząstek oraz doprowadziła do stworzenia kwantowych teorii pola. Te ostatnie próbuje się też stosować do opisu grawitacji w warunkach ekstremalnych, np. czarnych dziur czy Wielkiego Wybuchu. Mechanika kwantowa doprowadziła też bezpośrednio do pewnych spekulacji kosmologicznych – niektóre z jej interpretacji opisują rozgałęziony przyczynowo Wieloświat. Za przewidzenie i potwierdzenie zjawisk kwantowych przyznano co najmniej kilkanaście Nagród Nobla w dziedzinie fizyki.

Otwartą kwestią pozostaje, czy mechanika kwantowa jest teorią ostateczną i fundamentalną. Albert Einstein żywił nadzieje na zastąpienie jej teorią klasyczną, pozbawioną wspomnianych paradoksów; John Stewart Bell udowodnił, że wiązałoby się to z częściową rewizją – twierdzenie nazwane jego nazwiskiem opisuje, jak w pewnych warunkach teorie tego typu nie mogą się zgadzać z przewidywaniami kwantowymi. Doświadczenia Alaina Aspecta i innych fizyków potwierdziły skuteczność kwantowego opisu, falsyfikując wspomniane hipotezy. Mimo to nigdy nie wykluczono koncepcji superdeterminizmu, teorii fali pilotującej ani modyfikacji równania Schrödingera, choć podejrzenia te mogą nie być sprawdzalne.