Die quantenmechanische Unbestimmtheit umfasst im Wesentlichen zwei Kernelemente: Die Unbestimmtheitsrelationen und die Zufälligkeit von Messergebnissen. Die heisenbergschen Unschärferelationen besagen, dass es Paare von Eigenschaften gibt, die bei einem Quantenobjekt nicht gleichzeitig exakt bestimmt sein können. So kann sich z. B. ein freies Elektron nie in einem Zustand befinden, bei dem der Impuls (Geschwindigkeit) und der Ort des Elektrons beide genau definiert sind. Ebenso unmöglich ist es, die Energie eines freien Quantenobjekts zu einem bestimmten Zeitpunkt exakt anzugeben. Das ist die Orts-Impuls-Unschärfe bzw. die Energie-Zeit-Unschärfe. Der zweite Aspekt der Unbestimmtheit ist die Zufälligkeit der Messergebnisse. Auch wenn der Zustand eines Quantenobjekts exakt bekannt ist, wird es in der Regel nicht möglich sein, das Messergebnis einer Größe genau vorherzusagen. Es lassen sich nur Messwahrscheinlichkeiten (Erwartungswerte) berechnen. Genau hier, bei der Interaktion eines Quantenobjekts mit einem Messapparat kommt der Zufall ins Spiel. Ungemessene Quantenzustände entwickeln sich gemäß der Schrödinger-Gleichung deterministisch und kontinuierlich. Eine Messung stellt dann einen irreversiblen Eingriff in ein Quantensystem dar. Was aber bei einem Messvorgang genau geschieht, ist bis heute Gegenstand kontroverser Diskussionen und wird deshalb als MessproblemMessproblem der Quantenmechanik bezeichnet (s. Abschn.  13.3 ).