Στον τομέα της φυσικής, ένα φωτόνιο ορίζεται ως ένα κλάσμα φωτός που είναι διασκορπισμένο σε κενό. Είναι ένα βασικό σωματίδιο που είναι υπεύθυνο για τα κβαντικά δείγματα του ηλεκτρομαγνητικού φαινομένου, μέσω αυτού διεξάγονται όλες οι μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, δεν είναι μόνο φως, αλλά και ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, υπέρυθρο φως, υπεριώδες φως., μικροκύματα και ραδιοκύματα.
Το φωτόνιο χαρακτηρίζεται από το ότι δεν έχει μάζα, μια ιδιότητα που του επιτρέπει να ταξιδεύει σε κενό με σταθερή ταχύτητα. Ένα άλλο από τα χαρακτηριστικά του είναι ότι δεν παρουσιάζει ηλεκτρικό φορτίο και δεν εξατμίζεται αυθόρμητα σε κενό.
Τα φωτόνια διαδίδονται σε διάφορες φυσικές διεργασίες, για παράδειγμα όταν ένα σωματίδιο με το αντισωματίδιο του καταστρέφεται. Απορροφούνται κατά τη διάρκεια προσωρινών διαδικασιών αναστροφής. Σε κενό χώρο κινούνται με την ταχύτητα του φωτός.
Όπως και κάθε σωματίδιο, το φωτονίο παρουσιάζει τόσο σωματικά όσο και κυματοειδή χαρακτηριστικά. Μερικές φορές συμπεριφέρεται σαν ένα κύμα σε ορισμένα φαινόμενα όπως η διάθλαση ενός φακού και σε άλλα συμπεριφέρεται σαν ένα σωματίδιο, σε επαφή με την ύλη για να μεταφέρει μια μόνιμη ποσότητα ενέργειας.
Αρχικά, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ονόμασε αυτό το σωματίδιο του φωτός: "κβαντικό φως". Στη συνέχεια, το 1916 αυτό το όνομα άλλαξε σε Photon, μια λέξη ελληνικής προέλευσης που σημαίνει "φως", αυτή η αλλαγή έγινε από τον φυσικό Gilbert N. Lewis. Στο φυσικό περιβάλλον, ένα φωτόνιο συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα γάμμα Υ.
Σύμφωνα με το κοινό πρωτότυπο της φυσικής των σωματιδίων, τα φωτόνια είναι υπεύθυνα για την παραγωγή όλων των ηλεκτρικών και μαγνητικών περιοχών, και με τη σειρά τους, είναι το προϊόν των φυσικών νόμων που παρουσιάζουν συγκεκριμένες συμμετρίες σε όλα τα σημεία του χωροχρόνου.
Σε τεχνολογικό επίπεδο, τα φωτόνια έχουν πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των λέιζερ, η οποία είναι μία από τις πιο σημαντικές εφαρμογές, ολοκληρωμένα κυκλώματα CCD, φωτοχημεία (ανάλυση των χημικών επιδράσεων του φωτός και δημιουργία ακτινοβολίας από χημικές παραλλαγές); στη μέτρηση των μοριακών αποστάσεων και στη δημιουργία μικροσκοπίων με καλύτερες αναλύσεις.
