Superpozitsiya prinsipi — kvant mexanikasining fundamental prinsipi bo‘lib, unga ko‘ra, agar muayyan kvant tizimida holatlar ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_1}$ va ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_2}$ mavjud bo‘lsa, ularning istalgan chiziqli kombinatsiyasi ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_3=c_1{\mathrm{\Psi }}_1+c_2{\mathrm{\Psi }}_2}$ ham mumkin; bu superpozitsiya deb ataladi va ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_1}$ va ${\displaystyle {\mathrm{\Psi }}_2}$ holatlarining superpozitsiyasini ifodalaydi (holatlar superpozitsiyasi prinsipi).

Agar o‘lchash natijasida biror fizik kattalik ${\displaystyle \hat{f}}$ ning ${\displaystyle |{\mathrm{\Psi }}_1⟩}$ holatida har doim ${\displaystyle f_1}$ qiymatini, ${\displaystyle |{\mathrm{\Psi }}_2⟩}$ holatida esa ${\displaystyle f_2}$ qiymatini bersa, ${\displaystyle |{\mathrm{\Psi }}_3⟩}$ holatida o‘lchash natijasi ${\displaystyle f_1}$ yoki ${\displaystyle f_2}$ qiymatiga teng bo‘lib, bu natijalarning ehtimollari mos ravishda ${\displaystyle |c_1{|}^2}$ va ${\displaystyle |c_2{|}^2}$ ga teng bo‘ladi.

Muqobil ta’rifga ko‘ra, boshlang‘ich holatdan yakuniy holatga o‘tishning bir nechta yo‘li mavjud bo‘lsa, umumiy o‘tish amplitudasi shu yo‘llarning har biri bo‘yicha o‘tish amplitudalari yig‘indisiga teng bo‘ladi (amplitudalar superpozitsiyasi prinsipi):

${\displaystyle A=\sum _i{A}_i}$

Bunda o‘tish ehtimoli amplitudaning kvadratiga proporsional bo‘lib, klassik holatdan farqli ravishda, ehtimolliklar yig‘indisiga teng emas:

${\displaystyle |A{|}^2=|\sum _i{A}_i{|}^2\ne \sum _i|A_i{|}^2}$

Superpozitsiya prinsipidan kelib chiqadiki, kvant mexanikasida to‘lqin funksiyalari bo‘ysunadigan barcha tenglamalar (masalan, Shryodinger tenglamasi) chiziqli bo‘lishi kerak.

Istalgan kuzatiladigan kattalikning (masalan, zarrachaning koordinatasi, impulsi yoki energiyasi) o‘lchash natijasida olingan qiymati xos qiymat bo‘lib, shu kattalik operatorining muayyan xos holatiga mos keladi. Bu holat muayyan to‘lqin funksiyasi bilan ifodalanadi; operator ushbu funksiyaga ta’sir qilganda natija funksiyaning biror songa — xos qiymatga ko‘paytmasiga teng bo‘ladi. Superpozitsiya prinsipiga ko‘ra, bunday ikkita to‘lqin funksiyasining chiziqli kombinatsiyasi ham tizimning haqiqatda mavjud fizik holatini tasvirlaydi. Biroq bunday holatda kuzatiladigan kattalik endi aniq bir qiymatga ega bo‘lmaydi. O‘lchash natijasida ikkita qiymatdan biri olinishi mumkin; ularning ehtimollari har ikkala funksiya chiziqli kombinatsiyaga kiradigan koeffitsiyentlar (amplitudalar) modullarining kvadratlari bilan aniqlanadi. Tizimning to‘lqin funksiyasi ikkidan ortiq, hatto cheksiz ko‘p holatlarning chiziqli kombinatsiyasi bo‘lishi mumkin.

Superpozitsiya prinsipining muhim oqibatlari — turli interferensiya hodisalari (qarang: Yung tajribasi, difraksiya usullari), murakkab tizimlarda esa chirmashgan kvant holatlari.

Superpozitsiya prinsipi, umuman kvant mexanikasi kabi, nafaqat mikroobyektlarga, balki makroobyektlarga ham tatbiq etiladi. Bu kundalik hayot tajribamiz nuqtayi nazaridan paradoksal tuyulishi mumkin. Mashhur misollardan biri — Shryodinger mushugi bilan bog‘liq fikriy tajriba bo‘lib, unda tirik va o‘lik mushuk holatlarining kvant superpozitsiyasi yuzaga keladi.

Kvant superpozitsiyasini («to‘lqin funksiyalari» superpozitsiyasini), matematik ifodalanishi o‘xshash bo‘lishiga qaramay, superpozitsiya prinsipi bilan, ya’ni oddiy to‘lqin hodisalari (maydon) uchun qo‘llanadigan prinsip bilan chalkashtirmaslik kerak. Kvant holatlarini qo‘shish mumkinligi muayyan fizik tizimlarning chiziqli ekanini anglatmaydi. Maydon superpozitsiyasi, masalan, elektromagnit maydon uchun shuni anglatadiki, fotonning ikkita turli holatidan ikkita fotonli elektromagnit maydon holatini hosil qilish mumkin. Buni esa kvant superpozitsiyasi orqali amalga oshirib bo‘lmaydi. Boshqa tomondan, maydon superpozitsiyasida vakuum (nol holati) bilan biror to‘lqin qo‘shilsa, yana o‘sha to‘lqin hosil bo‘ladi. Bu esa kvant superpozitsiyasidan farq qiladi: 0 va 1 fotonli holatlarning superpozitsiyasi yangi holatni hosil qiladi. Kvant superpozitsiyasi bunday tizimlarga, ular chiziqli yoki nochiziqli tenglamalar bilan tavsiflanishidan (ya’ni maydon superpozitsiyasi prinsipi amal qilish-qilmasligidan) qat’i nazar, tatbiq etilishi mumkin. Qarang: Boze — Eynshteyn statistikasi — bozonlar uchun kvant va maydon superpozitsiyalari o‘rtasidagi bog‘liqlik haqida.

Shuningdek, kvant (kogerent) superpozitsiyasini «aralash holatlar» (qarang: zichlik matritsasi) — «nokogerent superpozitsiya» deb ham ataladigan holatlar bilan chalkashtirmaslik kerak. Bular turli tushunchalardir.