二次量子化（second quantization），是对量子力学的一种新的数学表述。普通的量子力学方法只能处理粒子数守恒的系统。但在相对论量子力学中，粒子可以产生和湮灭，普通量子力学的数学表述方法不再适用。二次量子化通过引入产生算符和湮灭算符处理粒子的产生和湮灭，是建立相对论量子力学和量子场论的必要数学手段。相比普通量子力学表述方式，二次量子化方法能够自然而简洁的处理全同粒子的对称性和反对称性，所以即使在粒子数守恒的非相对论多体问题中，也被广泛应用。

然而，现在的二次量子化理论反映物质场的特征是不够全面的。其一：只用作为场的自由度的广义坐标，是一维的无穷多个指标的广义坐标，也就是说尽管是多个指标，它在空间的自由度却仅有一维。无穷多个指标的广义坐标，只分别对应无穷多个光量子，描写它们一维的状态。为了描写物质场的矢量性，物质场的自由度的广义坐标也应该是多维的广义坐标，必须把推广成对应物质场在处的振动的动量，对应物质波的几率密度，即传统的二次量子化理论中的态函数。

二次量子化的提出：狄拉克曾把麦克斯韦的光关进一个盒子里，于是，光的动态像一组振子，他然后给这种振子强加上量子性质。麦克斯韦的光理论是个波动理论，新的量子化理论实际上是包含波动和微粒两方面的一个理论，实际上指成群的光子。狄拉克的光理论的伟大成功、它的精妙和他本身固有的正确气派，激发了人们的思索。海森堡和泡利。约尔当和魏格纳以及其他人，开始推广这个见解，把它应用到别的种类的波上。

什么别的种类的波呢？哦，例如有薛定谔波和狄拉克电子波。也许你要提反对意见，说这两种波已经是量子波，他们既代表纯粹的波，同样也代表粒子。按某种意义讲确实是这样的。不过，没关系。稍等一等，看有什么情况。想要修改这两种波是有充分理由的；所以理论家取各种各类的量子物质波，其中有狄拉克的电子波，把它看成仿佛是和麦克斯韦光波同等的“经典波”，用一种和狄拉克用于光波的手法原则上类似的手法，给物质波再强加上一些量子性质——这个程序称作二次量子化。