按照量子力學的說法，光具有波粒二象性。從最初的牛頓的粒子說，到托馬斯•楊的干涉實驗證明光具有波動性，麥克斯韋方程證明光是電磁波。這一階段，人們拋棄了粒子說，認為光就是一種波，因為牛頓的粒子說是很膚淺粗糙的假說。但是光作為一種波，卻沒有傳播它的介質，因為邁克爾遜—莫雷實驗否定了傳播光的以太介質的存在。愛因斯坦在研究光電效應時，吸收了普朗克的光量子概念，並認為光量子就是粒子，即光子，因此光子和一般粒子一樣具有動能和動量。光電效應就是光子和原子核外電子的彈性碰撞。愛因斯坦完整地解釋了光電效應，從而證明光是一種粒子。大量光子具有時空上的機率分佈，表現為電磁波。其他能證明光是粒子的實驗有：伽瑪光子經原子核附近嬗變為一對正負電子，這一過程滿足狹義相對論的能量—動量（這是一個四維向量）守恆，也證明光子是一種粒子。

波和粒子的最根本區別在於，粒子相撞會發生反彈現象，如果讓不同顏色的粒子流發生交叉碰撞，反彈分開後的粒子顏色會混合在一起。而波不會，讓不同頻率的波交叉傳播，干涉分開後的波頻率不變。

如果說光是具有波粒二象性的，那聲波一樣會具有波粒二象性。光具有的粒子性特點，超聲波也是具有的，超聲波具有與光類似的束射性、束射直線傳播、反射性、折射性、聲電效應、超聲波偏振。