ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมนักวิทยาศาสตร์ศึกษาปฏิสัมพันธ์ของรังสีและสสารในระดับควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ในสาขานี้ได้ใช้ความรู้จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และฟิสิกส์ทำให้มีความก้าวหน้าในด้านทัศนศาสตร์และฟิสิกส์ของวิทยุ เครื่องเช่น Light Amplification โดย Stimulated Emission of Radiation (laser) และ Amplification จากไมโครเวฟโดย Stimulated Emission of Radiation (maser) มีประโยชน์อย่างยิ่งในด้านอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม
ทฤษฎีควอนตัมได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์ว่าเป็นทฤษฎีพื้นฐานของฟิสิกส์ที่รวมอุปกรณ์ทางกายภาพทั้งหมดไว้ด้วยกัน ดังนั้นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ อาจถูกพิจารณาว่าเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เข้าใจอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมเป็นเพียงอุปกรณ์ที่กระตุ้นการเปลี่ยนระหว่างระดับพลังงานควอนตัม เลเซอร์และอุปกรณ์เป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมเนื่องจากพลังงานเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่ลำแสงที่แน่นและโฟกัส ทรานซิสเตอร์และตัวนำยิ่งยวดอาจใช้หลักการของกลศาสตร์ควอนตัม แต่ก็ไม่ถือว่าเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงควอนตัม
ในอิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมช่วงการเปลี่ยนภาพระหว่างระดับพลังงานควอนตัมเป็นการนำเข้าโดยเฉพาะ อะตอมโมเลกุลและระบบควอนตัมอื่น ๆ มีอนุภาคที่น่าตื่นเต้น ระบบเหล่านี้มีปริมาณพลังงานที่แน่นอนกำหนดอย่างเคร่งครัดเท่านั้น เมื่อระบบส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาในรูปของแสงหรือคลื่นวิทยุมันจะเคลื่อนที่จากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า เลเซอร์และมาสเตอร์สามารถนำมาใช้เพื่อกระตุ้นอะตอมหรือโมเลกุลเหล่านี้ให้เป็นพลังงานที่สูงขึ้น
เลเซอร์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม เครื่องเหล่านี้แผ่คลื่นแสงในลำแสงโฟกัสภายในช่วงรังสีที่แคบ สิ่งนี้ทำให้แสงที่เลเซอร์เปล่งแสงสีเดียวขณะที่แหล่งกำเนิดแสงส่วนใหญ่เปล่งแสงหลายสีแม้ว่าแสงจะปรากฏต่อสายตาเพื่อให้มีเพียงสีเดียว
เลเซอร์มีความสำคัญทั้งในการวิจัยและการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติ แสงจากเลเซอร์ไม่กระจายความร้อนและไม่มีประจุไฟฟ้า เลเซอร์สามารถทำงานภายในก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและในสุญญากาศ มีประโยชน์ในการวัดระยะทางด้วยความแม่นยำสูงการสื่อสารด้วยแสงและการหลอมรวมทางความร้อน
เครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัมก็คือ maser อุปกรณ์เหล่านี้ปล่อยคลื่นไมโครเวฟในลำแสงโฟกัส ความถี่ของไมโครเวฟเหล่านี้มีความเสถียรและไม่ลดลงเช่นเดียวกับไมโครเวฟทั่วไป แอปพลิเคชันของเครื่องนี้อนุญาตให้มีเสาสัญญาณสื่อสารที่ปล่อยคลื่นเสียงในช่วงรังสีไมโครเวฟเพื่อส่งข้อมูลในระยะไกลด้วยการบิดเบือนเล็กน้อย
