De Broglie se dedica principalmente a la física teórica, especialmente a la investigación de problemas cuánticos. Los principales resultados de su investigación en este campo han hecho contribuciones destacadas al desarrollo de la física moderna. En octubre, De Broglie abordó en su tesis doctoral la famosa teoría de la onda de la materia, destacando la fluctuación de los electrones. Esta teoría sentó una base sólida para el establecimiento de la mecánica ondulatoria. Debido a este resultado de investigación que hizo época,
Desde septiembre de 1923 hasta octubre de 1920, de Broglie publicó tres artículos en el "Boletín de la Academia Francesa de Ciencias": Radiación - Ondas y Cuántica, Óptica - Cuantos de luz , difracción e interferencia, física-cuántica, teoría del movimiento de los gases y principio de Fermat. En estos breves artículos se propuso un punto denominado "Las ondas de De Broglie". En 1824, en su tesis doctoral titulada "Investigación sobre la teoría cuántica", elaboró sistemáticamente la teoría de la fluctuación de fase propuesta en su artículo anterior. El 27 de octubre del mismo año aprobó la defensa de la tesis doctoral bajo los auspicios de Perrin.