光子（来自古希腊语 φῶς，φωτός (phôs, photós) \'光\'）是一种基本粒子，是电磁场的量子，包括光和无线电波等电磁辐射，以及电磁场的力载体 力量。 光子没有质量，所以它们总是以真空中的光速 299792458 米/秒（或约 186,282 英里/秒）移动。 光子属于玻色子类。

与其他基本粒子一样，光子xxx用量子力学来解释，并表现出波粒二象性，它们的行为同时具有波和粒子的特性。 现代光子概念起源于 20 世纪头二十年，阿尔伯特·爱因斯坦在马克斯·普朗克的研究基础上的工作。 在试图解释物质和电磁辐射如何彼此处于热平衡时，普朗克提出，储存在物质物体中的能量应该被视为由整数个离散的、大小相等的部分组成。 为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光本身是由离散的能量单位构成的观点。 1926 年，吉尔伯特·N·刘易斯 (Gilbert N. Lewis) 推广了这些能量单位的术语“光子”。 随后，许多其他实验验证了爱因斯坦的方法。

在粒子物理学的标准模型中，光子和其他基本粒子被描述为在时空中的每一点都具有一定对称性的物理定律的必然结果。 粒子的固有属性，例如电荷、质量和自旋，由规范对称性决定。 光子概念导致了实验物理学和理论物理学的重大进步，包括激光、玻色-爱因斯坦凝聚、量子场论和量子力学的概率解释。 它已应用于光化学、高分辨率显微镜和分子距离的测量。 此外，光子已被研究作为量子计算机的元素，以及在光学成像和光通信（如量子密码学）中的应用。

1900 年之前，quanta（奇异量子，拉丁语表示多少）一词用于表示粒子或不同数量的量，包括电。 1900 年，德国物理学家马克斯·普朗克在研究黑体辐射时提出，如果分子内存储的能量是由有限等整数组成的离散量，则可以解释实验观察结果，特别是在较短波长处的观察结果 部分，他称之为能量元素。 1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦发表了一篇论文，他在论文中提出许多与光有关的现象——包括黑体辐射和光电效应——可以通过将电磁波建模为由空间局域化的离散波包组成来更好地解释。 他将这样的波包称为光量子（德语：ein Lichtquant）。

光子这个名字来源于希腊语中的光，φῶς（音译 phôs）。 Arthur Compton 在 1928 年使用光子，指的是 G.N. 刘易斯，他在 1926 年 12 月 18 日写给《自然》杂志的一封信中创造了这个词。同一个名字在更早的时候使用过，但在刘易斯之前从未被广泛采用：1916 年由美国物理学家和心理学家伦纳德 T. 特罗兰 (Leonard T. Troland) 使用，1921 年由爱尔兰物理学家乔利 (Joly) 使用 , 1924 年由法国生理学家 René Wurmser (1890–1993) 和 1926 年由法国物理学家 Frithiof Wolfers (1891–1971) 提出。 该名称最初被建议作为与眼睛照明和由此产生的光感相关的单位，后来在生理学背景下使用。 尽管沃尔弗斯和刘易斯的理论与许多实验相矛盾而从未被接受，但这个新名称在康普顿使用后很快就被大多数物理学家采用。

在物理学中，光子通常用符号 γ（希腊字母 gamma）表示。 这个光子符号可能源自伽马射线，伽马射线于 1900 年由保罗维拉德发现，1903 年由欧内斯特卢瑟福命名，并于 1914 年由卢瑟福和爱德华安德拉德证明是一种电磁辐射形式。 在化学和光学工程中，光子通常用hν表示，hν是光子的能量，其中h是普朗克常数，希腊字母ν（nu）是光子的频率。 更不常见的是，光子可以用 hf 表示，其中它的频率用 f 表示。

光子没有质量，不带电荷，是一种稳定的粒子。 在真空中，光子具有三种可能的偏振态。 光子是电磁学的规范玻色子，因此光子的所有其他量子数（如轻子数、重子数和味量子数）都为零。 此外，光子服从 Bose-Einstein 统计，而不是 Fermi-Dirac 统计。 也就是说，它们不服从泡利不相容原理，并且不止一个可以占据相同的束缚量子态。