Il a été inspiré par le travail d'Albert Einstein, qui avait montré que la lumière peut se comporter à la fois comme une vague et une particule (l'effet photoélectrique). De Broglie a estimé que si la lumière, qui était considérée comme purement ressemblant à des vagues, pouvait présenter des propriétés en forme de particules, alors la matière, qui était considérée comme purement semblable à des particules, pourrait également présenter des propriétés en forme d'onde.
Son hypothèse, connue sous le nom d'hypothèse de Broglie , indique que toute la matière a des propriétés en forme d'onde et que la longueur d'onde d'une particule est inversement proportionnelle à son élan. Cette hypothèse a ensuite été confirmée expérimentalement par l'observation de la diffraction des électrons par Clinton Davisson et Lester Germer en 1927.