Han inspirerades av arbetet med Albert Einstein, som hade visat att ljus kan bete sig som både en våg och en partikel (den fotoelektriska effekten). De Broglie resonerade att om ljus, som ansågs vara rent vågliknande, kan uppvisa partikelliknande egenskaper, så kan materien, som ansågs vara rent partikelliknande, också uppvisa vågliknande egenskaper.
Hans hypotes, känd som de Broglie -hypotesen , säger att all materia har vågliknande egenskaper och att våglängden för en partikel är omvänt proportionell mot dess fart. Denna hypotes bekräftades senare experimentellt genom observation av elektrondiffraktion av Clinton Davisson och Lester Germer 1927.
