虽然量子热学是为描述远离我们的日常生活经验的具象原子世界而成立的，但它对日常生活的影响无比巨大。没有量子热学作为工具，就不可能有物理、生物、医学以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子热学就没有全球经济可言，由于作为量子热学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子化学的杰作改变了我们的世界量子物理有什么用，科学革命为这个世界带来了的福音，也带来了潜在的恐吓。
其实用下边的一段资料能最好地描述这个至关重要但又无法飘忽的理论的奇特地位：量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论，是科学史上最成功的理论。量子热学深深地困惑了它的创办者，但是，直至它本质上被叙述成通用方式的明天，一些科学界的精英们虽然承认它强悍的威力，却依然对它的基础和基本探求不满意。
马克斯·普朗克（Max）提出量子概念100多年了，在他关于热幅射的精典论文中，普朗克假设震动系统的总能量不能连续改变，而是以不连续的能量子方式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了，普朗克后来将它搁置出来。此后量子物理有什么用，爱因斯坦在1905年（这一年对他来说是非凡的一年）认识到光量子化的潜在意义。不过量子的观念太诡异了，后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的成立则是崭新的一代化学学家花了20多年时间构建的。
量子化学实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论：量子热学，正是它我们能够理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。
旧量子论
量子革命的导火线不是对物质的研究，而是幅射问题。具体的挑战是理解宋体（即某种热的物体）幅射的波谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象：热的物体发光，越热发出的光越明亮。波谱的范围很广，当气温下降时，波谱的峰值从红线向黄线联通，之后又向蓝线联通（那些不是我们能直接看到的）。
结合热力学和电磁学的概念其实可以对波谱的形状做出解释，不过所有的尝试均以失败告终。但是，普朗克假设震动电子幅射的光的能量是量子化的，因而得到一个表达式，与实验符合得相当完美。并且他也充分认识到，理论本身是很可笑的，如同他后来所说的那样：“量子化只不过是一个走投无路的做法”。
普朗克将他的量子假定应用到幅射体表面振子的能量上，假如没有新秀阿尔伯特·爱因斯坦（），量子化学似乎要至此结束。1905年，他毫不迟疑的断言：假如振子的能量是量子化的，这么形成光的电磁场的能量也应当是量子化的。虽然麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性，爱因斯坦的理论还是蕴涵了光的粒子性行为。此后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量抵达一些离散的量值时才能被吸收，这种能量如同是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点，这是一直贯串于量子化学且令人烦躁的实例之一，它成为接出来20年中理论上的困局。
幅射困局促使了通往量子理论的第一步，物质悖论则促使了第二步。众所周知，原子包含正负两种电荷的粒子，异号电荷互相吸引。依照电磁理论，正负电荷彼此将螺旋式的紧靠，辐射出波谱范围广阔的光，直至原子倒塌为止。
接着，又是一个新秀尼尔斯·玻尔（NielsBohr）迈出了决定性的一步。1913年，玻尔提出了一个激进的假定：原子中的电子只能处于包含能级在内的定态上，电子在两个定态之间跃迁而改变它的能量，同时辐射出一定波长的光，光的波长取决于定态之间的能量差。结合已知的定理和这一诡异的假定，玻尔扫清了原子稳定性的问题。玻尔的理论饱含了矛盾，并且为氢原子波谱提供了定量的描述。