하이젠베르크의 불확정성 원리는 양자역학 법칙이 적용되는 계에서 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정하는 것은 불가능하다는 법칙이다. 입자의 위치를 측정하기 위해 광선을 이용하면 입자는 광자와 충돌하여 운동량이 바뀌게 된다. 따라서 입자의 운동량을 측정하기 위해서는 정확한 위치 측정을 포기해야 한다. 거꾸로 정확한 위치를 측정하기 위해서는 운동량 측정을 포기해야 한다. 한 마디로 말해서 두 마리 토끼를 모두 잡을 수는 없다는 법칙이다.
수식으로는 에너지 E와 시간 t, 플랑크 상수 h에 대하여 ΔEΔt ≥ h/4π로 나타낸다.