광자(光子, Photon)는 전자기 복사, 즉 빛의 양자화된 기본 단위로 정의된다. 광자는 질량이 없고 전하를 가지지 않으며, 빛의 속도로 진공에서 이동한다. 광자는 파동과 입자의 이중성을 가지며, 이는 드브로이의 파동-입자 이중성 이론에 의해 설명된다.

광자가 전자기파의 일종으로서 에너지를 전달하는 메커니즘에서 중요한 역할을 한다. 마이크로파, 가시광선, 자외선, X선 등 다양한 전자기파는 모두 광자에 의해 매개된다. 광자의 에너지는 파장의 역수에 비례하며, 이는 아인슈타인의 에너지-주파수 관계 E = hf로 나타낼 수 있다. 여기서 E는 에너지, h는 플랑크 상수, f는 주파수를 의미한다.

광자는 원자와 분자 간의 상호작용에서 중요한 역할을 하며, 예를 들어, 전자가 에너지를 흡수하거나 방출할 때 광자가 생성되거나 소멸된다. 이러한 과정은 화학 반응, 발광 현상, 광합성 등 다양한 자연 현상을 설명하는 데 기여한다.

현재 광자는 양자 전기역학(QED)의 핵심 요소로서, 이론적으로 그리고 실험적으로 잘 검증되어 있다. 광자에 대한 연구는 현대 물리학, 특히 양자 물리학 및 입자 물리학에서 중요한 주제로 다뤄진다.