十九世紀末的歐洲，工業革命大大刺激了冶金工業的發展，急需高溫量測、光度計、輻射計等方面的新技術和工具，所以眾多科學家和研究所都致力於熱輻射的相關研究。
人們發現，我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射是分子、原子的熱運動引起的，與物體的溫度有關，因此叫做熱輻射。一切溫度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射，溫度越高，輻射出的總能量就越大。此外，當溫度升高時，熱輻射中較短波長的成分會越來越強。
例如室溫的物體，以紅外線的形式進行熱輻射，我們並不能用肉眼觀察到，而給一個鐵塊持續加熱，它的顏色會從黑色逐漸變成暗紅色，直到橘紅、黃色等。
在冶鍊金屬時，人們往往憑藉經驗根據視覺來判斷火候。因此，人類很早就對熱輻射的能量分布問題產生了興趣。美國人蘭利發明了熱輻射計，在1886年測得了相當精準的熱輻射能量分布曲線。
與此同時，理論物理學家也對熱輻射展開了廣泛的研究。基爾霍夫提出了熱輻射定律、提出絕對黑體的概念。
一般的物體都會同時反射和發射電磁波，所以要想單獨研究物體熱輻射的規律，就需要找到一種能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射的物體，這就是黑體。
顯然，絕對的黑體是並不存在的，它是一種理想模型，但是生活中的一些物體，如果它反射的電磁波與輻射的電磁波相比可以忽略，就可以看做是黑體。比如從遠處看高樓上一扇打開的窗戶、煙煤、和遙遠的恆星等。
1893年，德國物理學家維恩提出了熱輻射能量分布定律：u=bλ-5e-a/λT，其中u為能量隨波長分布的函數，T表示絕對溫度，ab為兩個任意常數。由此可以推導出維恩位移公式：λmT=const. 即對應能量分布函數最大值的波長λm與溫度T成反比。
維恩公式解釋了蘭利熱輻射曲線中的最大能量值隨溫度增高向短波方向轉移的現象。這一文章引起了物理學界的注意，實驗物理學家力圖用更精確的實驗予以檢驗，而理論物理學家則希望找到合適的理論解釋，並將其納入熱力學的理論體系。在1899年，普朗克從經典理論推導得到了維恩定律，使這個定律獲得了普遍意義。
但是很快，在第二年就有實驗表明，在長波附近，維恩定律的理論值與實驗存在明顯的偏差。看來，普朗克剛剛從經典理論嚴格推導得到的定律，卻並沒有得到實驗的完全支持。
正在這時，英國物理學家瑞利提出了高溫下長波段的能量分布規律：u∝λ-4T，這一理論後來又經英國天文學家、物理學家金斯修訂過，所以被稱為「瑞利-金斯定律」：u=kT·8πv2/c3。它從另一途徑解釋了熱輻射能量分布曲線。但按照這一理論，在高頻段輻射能量要趨於無窮大——或者說在紫外波段出現發散，這顯然是荒謬的。
物理學家用「紫外災難」來形容此時經典理論的困境，經典物理的維護者千方百計地想要彌補理論的漏洞，但都無濟於事，在世紀之交的轉折關頭，在他們看來，物理學面臨著一場深刻的「危機」。
為了得到與實驗相符的黑體輻射理論，普朗克進行了激烈的思想鬥爭，最終拋棄經典理論，推導出了和觀測符合的理論公式，但在這個公式的推導中，他提出一個奇怪的假設：能量是由不可分割的單位（能量子）組成的。
如何理解「量子化」這一觀點呢？
這是生活中經常見到的樓梯和坡道，坡道高度的變化是連續的，而走樓梯上樓時，高度的變化是不連續的的，一個人可以上一個臺階、兩個臺階，但是不可以上1.5個臺階停在那裡。
普朗克提出，振動著的帶電微粒的能量值只能是某一最小能量值ε的整數倍，例如2ε、3ε……當帶電微粒吸收或輻射能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射的。這個不可分割的最小能量值ε叫做能量子，ε=hν。其中ν是電磁波的頻率，h是一個常量，後人稱之為普朗克常量。
顯然這個觀點與宏觀世界中我們對於能量連續性的認知是有很大不同的，但是藉助這個假說，普朗克確實得到了黑體輻射的強度隨波長分布的公式，與實驗結果的吻合完美得令人拍案叫絕。
後來，普朗克發表該理論的這一天——1900年12月14日，往往被人們看做是量子物理學誕生的紀念日，十八年後，普朗克被授予諾貝爾物理學獎，以肯定由於他發現能量子對物理學的進展所作出的貢獻。