Bản chất kép của ánh sáng đề cập đến thực tế là ánh sáng có thể hoạt động như sóng và hạt. Thí nghiệm về hiệu ứng quang điện của Albert Einstein chứng minh rằng ánh sáng có thể hoạt động như một hạt trong khi khe kép của Thomas Young thử nghiệm cho thấy nó cũng hoạt động như một làn sóng.
Năm 1905, Einstein chứng minh rằng ánh sáng có thể hoạt động như một hạt bằng cách chỉ ra rằng một chùm ánh sáng có thể đẩy các electron ra khỏi kim loại. Điều này cho thấy rằng ánh sáng bao gồm các photon có thể phóng ra các electron có cùng tần số. Khám phá của Einstein đã thay đổi lý thuyết thịnh hành vào thời điểm đó, vốn cho rằng ánh sáng chỉ là sóng.
Bằng chứng rằng ánh sáng có thể hoạt động như một làn sóng đã được Young chứng minh sớm nhất vào năm 1801. Trong thí nghiệm của mình, Young chiếu ánh sáng vào giữa hai khe song song, làm cho sóng ánh sáng giao thoa với nhau và tạo thành một dải sáng tối. Nếu ánh sáng chủ yếu là một hạt, nó sẽ tạo thành hai đường thẳng song song.
Cơ học lượng tử giải thích tính hai mặt của ánh sáng bằng cách mô tả nó như một gói sóng. Gói sóng đề cập đến các sóng có thể tương tác hoặc được bản địa hóa trong không gian, hoạt động như hạt hoặc tương tác như sóng. Điều này có nghĩa là các photon ánh sáng có thể hoạt động như một hạt hoặc sóng, tùy thuộc vào hoàn cảnh.
