在物理學史上，對於光的本質的爭論持續了200多年的時間，產生了兩種水火不容的學說，一種是微粒說，認為光是由無數微粒構成的粒子流；一種是波動說，認為光是一種波。這兩種學說互不相讓，光如果是波，就不是微粒；如果是微粒，就不是波；不可能既是波，又是微粒。直到1905年愛因斯坦提出了光量子理論，認為光既是波又是微粒，這種看法才被打破。正是從愛因斯坦的光量子假設中得到啟發，法國著名物理學家德布羅意提出了關於波粒二象性的假設。
路易·德布羅意1892年8月15日生於法國望族，他的家族長期為法蘭西王朝效勞，功勳卓著，17世紀40年代，法國國王路易十四封德布羅意家族為世襲公爵。數百年來，這個家族出了許多高級政治家、外交家、軍事家和科學家。
路易·德布羅意和他的大哥莫利斯·德布羅意則以他們的科學成就而聞名於世。
德布羅意初上大學時，對自然科學並不感興趣而專攻曆史，他大哥莫利斯是著名的實驗物理學家，家裏有設備精良的實驗室，路易在這個實驗室裏接觸到許多新的物理問題，在大哥的影響下，路易才決定放棄曆史，轉而學習物理，成了一位半路出家的理論物理學家。
德布羅意善於直接從曆史的觀點去分析問題，物質波的思想正是從光學研究史和物理學其它領域的研究史的對比中產生的，他善於用簡明的語言，而不用深奧的公式去闡述問題在曆史上的聯係。可以說，德布羅意假設是物理學和物理學研究史結合的產物，這種結合產生了重大的科學效果。
德布羅意對愛因斯坦的光量子概念特別讚賞。1921年，他借用光量子假說，發表了一篇關於黑體輻射的論文。第二年，他又在一篇論文中用光子概念導出維恩輻射定律，他把光子看成“光的微粒”，具有質量和動量。這一時期，他對光時而呈現波動性，時而呈現粒子性這種奇特性質發生了濃厚的興趣，從而想把這兩者統一起來。
1924年，德布羅意在《關於量子理論的研究》這篇博士論文中精辟地闡述了他的這種思想，1925年在法國《物理學年鑒》上發表這篇長達100頁的論文。他認為，不僅在光的理論中，而且在物質理論中必須利用波動概念和粒子概念。每個粒子都伴隨一定的波，而每個波都與一個或多個粒子運動相聯係。他假設一個電子和一個“物質波”的係統聯係在一起，這些物質波具有不同的傳播速度，但相差不大。
在它們傳播的路上，這些波將合成為“波包”，這個“波包”
將以一定的速度移動，這種速度稱為“群速”，這“群速”
就是粒子的運動速度，仿效愛因斯坦關於光子波長的表達式，德布羅意得出物質波的計算公式是λ=h/mv，h是普朗克常數，mv是粒子的動量。
德布羅意的論文發表後，得到法國著名科學家朗之萬的賞識，他迫不及待地建議愛因斯坦務必讀一讀這篇文章，愛因斯坦看後，驚歎不已地稱讚說：“瞧瞧吧，看來瘋狂，可真是站得住腳呢！”他看出德布羅意的工作具有重大意義，譽之為“揭開了巨大帷幕的一角”。
德布羅意物質波的假設提出後，人們雖然覺得這種想法既大膽又新穎，但如何去檢驗這種想法的正確性？是否真能測出電子波的波長？這一波長能否與德布羅意公式算出的結果相符合？這一係列問題自然是大家最關心的。人們開始通過實驗去檢驗這一假沒，但毫無效果。直到1927年，才偶然從美國物理學家戴維遜和革末的實驗中獲得證實。同年，蘇格蘭的物理學家湯姆遜從另一種辦法中證實了德布羅意假設，獲得了異曲同工之效。
由於德布羅意關於波粒二象性的發現，而榮獲了1929年的諾貝爾物理學獎，成為以博士學位論文直接獲得諾貝爾獎的第一位科學家。
德布羅意的假說為後來薛定諤波動力學的建立提供了最重要的理論基礎。薛定諤把德布羅意的物質波概念應用於原子結構學說，創立了量子力學的另一種新形式--波動力學，使德布羅意的貢獻聞名於世。