Un nombre quantique est, en mécanique quantique, un élément d'un jeu de nombres permettant de définir l'état quantique complet d'un système. Chaque nombre quantique définit la valeur d'une quantité conservée dans la dynamique d'un système quantique.
Un nombre quantique est aussi le nombre de couche dans le cortège electronique des electrons d'un atome ou d'un ion. (Voir Nombre quantique principal).
La dynamique d'un système quantique est décrite par un opérateur hamiltonien H. Il existe un nombre quantique de ce système correspondant à son énergie (les valeurs propres de H). Il en existe un nombre quantique pour tout opérateur O qui commute avec H.
Ces nombres quantiques sont les seuls possibles d'un système donné.
Dans le modèle de l'atome de Bohr, l'électron peut être entièrement défini par un jeu de quatre nombres quantiques, nommé case quantique.