Descubrió la energía no solo se podía transmitir de forma continua en forma de ondas, sino también de manera parcial en forma de pequeños paquetes de energía a los que llamó Cuanto. La Constante de Planck, fue otro de los grandes descubrimientos del gran físico, con ella podría llegar a saberse la cantidad de energía contenido en los paquetes de energía.

El realiza el descubrimiento del neutrón. Este descubrimiento fue fundamental para comprender la estabilidad de los núcleos atómicos y para el desarrollo de la teoría nuclear, así como para el posterior desarrollo de la física de partículas y la energía nuclear.

La teoría de onda de los electrones de Broglie anunció la posibilidad de que la materia tuviese un comportamiento similar al de la luz y explicó el movimiento de los electrones alrededor del núcleo atómico teniendo en cuenta que cargas eléctricas y órbitas restringen la amplitud, longitud y frecuencia de la onda descrita por los electrones.

Su trabajo permitió una descripción precisa y coherente de las interacciones electromagnéticas a nivel subatómico, también estableció la base para el desarrollo de teorías cuánticas de campos más generales y la unificación de las fuerzas fundamentales en el marco de la teoría cuántica de campos.

Descubrieron que al bombardear núcleos de uranio con neutrones, estos núcleos se dividían en fragmentos más ligeros, liberando una gran cantidad de energía. Este proceso de división nuclear fue el primer ejemplo de una reacción nuclear en cadena y fue fundamental para la comprensión de la energía liberada en las reacciones nucleares.

El Modelo Estándar de la física de partículas; esta teoría, las interacciones electromagnéticas y débiles se unifican en una sola teoría que describe las partículas portadoras de las fuerzas y las partículas que interactúan con ellas. Es exitoso en la predicción y explicación de fenómenos en el mundo subatómico y ha resistido numerosas pruebas experimentales.