量子躍遷是量子系統（原子、分子、原子核）從一個量子態到另一個量子態，從一個能級到另一個能級的突然躍遷。 當系統吸收能量時，會過渡到更高的能級（激發）； 當系統失去能量時，會過渡到較低的能量水平。

這個概念是由尼爾斯·玻爾在他 1913 年的玻爾模型中提出的。

量子躍遷是量子系統特有的一種現象，將它們與經典系統區分開來，在經典系統中，任何躍遷都是逐漸進行的。 在量子力學中，這種跳躍與測量過程中量子力學系統的非單一演化有關。

量子跳躍可以伴隨著光子的發射或吸收； 量子跳躍期間的能量轉移也可以通過非輻射共振能量轉移或與其他粒子的碰撞發生。

在現代物理學中，很少使用量子躍遷的概念； 通常，科學家們談論量子態或能級之間的躍遷。

原子電子躍遷導致光子的發射或吸收。 他們的統計數據是泊松分布的，跳躍之間的時間呈指數分布。 阻尼時間常數（范圍從納秒到幾秒）與譜線的自然展寬、壓力展寬和場展寬有關。 電子跳躍的狀態的能量分離越大，發射的光子的波長就越短。

在離子阱中，通過用兩種不同頻率的輻射來驅動電子躍遷來解決被俘獲的離子，可以直接觀察到量子躍遷。

這需要激發一個強躍遷和一個弱躍遷（在右圖中分別表示為 ω {\displaystyle \omega } 12 和 ω {\displaystyle \omega } 13）。 電子能級，| 2 ? {\displaystyle |2\rangle } ，壽命短，Γ {\displaystyle \Gamma } 2 允許以頻率 ω {\displaystyle \omega } 12 持續發射光子，這可以 由相機和/或光電倍增管收集。 狀態 | 3 ? {\displaystyle |3\rangle } 具有相對較長的壽命 Γ {\displaystyle \Gamma } 3 當電子通過施加頻率為 ω { \displaystyle \omega } 13. 離子變暗是對量子躍遷的直接觀察。