Hij werd geïnspireerd door het werk van Albert Einstein, die had aangetoond dat licht zich kan gedragen als een golf als een deeltje (het foto -elektrische effect). De Broglie redeneerde dat als licht, waarvan werd gedacht dat het puur golfachtig was, deeltjesachtige eigenschappen zou kunnen vertonen, materie, die werd beschouwd als puur deeltjesachtig, ook golfachtige eigenschappen zou kunnen vertonen.

Zijn hypothese, bekend als de de Broglie -hypothese , stelt dat alle materie golfachtige eigenschappen heeft en dat de golflengte van een deeltje omgekeerd evenredig is met zijn momentum. Deze hypothese werd later experimenteel bevestigd door de observatie van elektronendiffractie door Clinton Davisson en Lester Gmerer in 1927.