在物理學中，精細結構常數，也稱為 Sommerfeld 常數，通常用 α（希臘字母 alpha）表示，是一個基本的物理常數，它量化基本帶電粒子之間的電磁相互作用的強度。

它是一個無量綱量，與所用單位制無關，與基本電荷 e 與電磁場的耦合強度有關，公式為 4πε0?cα = e2。其數值約為0.00729735?1/137.0360，相對不確定度為1.5×10?10。

該常數由阿諾德·索末菲 (Arnold Sommerfeld) 命名，他于 1916 年在擴展原子的玻爾模型時引入了它。 α 量化了氫原子譜線精細結構中的間隙，邁克爾遜和莫雷于 1887 年精確測量了這一間隙。

根據其他基本物理常數，α 可定義為： α = e 2 2 ε 0 h c = e 2 4 π ε 0 ? c , {\displaystyle \alpha ={\frac {e{2}} {2\varepsilon _{0}hc}}={\frac {e{2}}{4\pi \varepsilon _{0}\hbar c}},} 其中

• e 是基本電荷 (1.602176634×10?19 C)；
• h 是普朗克常數 (6.62607015×10?34 J?Hz?1)；
• ? 為約化普朗克常數， ? = h/2π
• c 是光速 (299792458 m?s?1)；
• ε0 是電常數 (8.8541878128(13)×10?12 F?m?1)。

自 2019 年重新定義 SI 基本單位以來，此列表中xxx沒有 SI 單位精確值的量是電常數。

靜電 cgs 系統設置庫侖常數 ke = 1，這在較早的物理學文獻中很常見，其中精細結構常數的表達式變為 α = e 2 ? c 。{\displaystyle \alpha ={\frac {e{2}}{\hbar c}}。}

常用于高能物理的無量綱系統集合 ε 0 = c = ? = 1 , {\displaystyle \ \varepsilon _{0}=c=\hbar =1\ ,} 其中罰款的表達式 -結構常數變為 α = e 2 4 π 。{\displaystyle \alpha ={\frac {e{2}}{4\pi }}.} 因此，精細結構常數只是一個決定（或由）基本電荷的量：e = √4πα ≈ 0.30282212 就這樣的自然電荷單位而言。

在設置 e = me = ? = 4πε0 = 1 的 Hartree 原子單位系統中，精細結構常數的表達式變為 α = 1 c 。 {\displaystyle \alpha ={\frac {1}{c}}。

2018 CODATA 推薦的 α 值為

α = e2/4πε0?c = 0.0072973525693(11)。

這具有 1.5×10?10 的相對標準不確定度。

α 的這個值給出 μ0 = 4π × 1.00000000054(15)×10?7 H?m?1，與其舊定義值相差 3.6 個標準差，但平均值與舊值僅相差十億分之 0.54。

歷史上經常給出精細結構常數的倒數值。2018 CODATA 推薦值為

1/α = 137.035999084(21)。

雖然 α 的值可以通過對其任何定義中出現的常數的估計來確定，但量子電動力學 (QED) 理論提供了一種使用量子霍爾效應或電子的反常磁矩直接測量 α 的方法。其他方法包括 A.C. Josephson 效應和原子干涉測量中的光子反沖。通過這些不同的方法測量的 α 值具有普遍的一致性。2019 年的首選方法是測量電子反常磁矩和原子干涉測量中的光子反沖。QED理論預測了電子的無量綱磁矩與精細結構常數α（電子的磁矩也稱為電子g因子ge）之間的關系。實驗獲得的最精確的 α 值（截至 2012 年）基于使用單電子所謂的量子回旋加速器測量 ge，以及通過涉及 12672 個十階費曼圖的 QED 理論的計算：

1/α = 137.035999174(35)。

α 的這種測量具有 2.5×10?10 的相對標準不確定度。 這個值和不確定性與最新的實驗結果大致相同。

2020年底公布實驗值進一步細化，給出值

1/α = 137.035999206(11)，

相對精度為 8.1×10?11，與之前的實驗值有顯著差異。

精細結構常數 α 有多種物理解釋。 α 是：

• 兩種能量的比值：
• 克服相距 d 的兩個電子之間的靜電排斥所需的能量，以及
• 波長 λ = 2πd（或角波長 d；參見普朗克關系）的單個光子的能量：α = ( e 2 4 π ε 0 d ) / ( h c λ ) = e 2 4 π ε 0 d × 2 π d h c = e 2 4 π ε 0 d × d ? c = e 2 4 π ε 0 ? c 。