Kvanttikosmologia on teoreettisen fysiikan haara, joka yrittää ymmärtää maailmankaikkeuden kvanttisen eikä klassisen mittakaavan mukaan. Vaikka aluksi saattaa tuntua järjettömältä kuvata jotain niin perustavan suurta kuin maailmankaikkeus fysiikan haaran kautta, joka tyypillisesti keskittyy mikroskooppiseen maailmaan, kvanttikosmologia voi todella auttaa selittämään tärkeimmät kysymykset, jotka ovat maailmankaikkeuden ymmärtämisen ytimessä. Yksi kvanttikosmologian ensisijaisista tavoitteista on selittää maailmankaikkeuden tila alkuräjähdyksen aikana, koska monet maailmankaikkeuden ominaisuudet voidaan selittää, jos järjestelmän alkuperä ymmärretään.
Kvanttikosmologian ymmärtämiseksi on ensiarvoisen tärkeää ymmärtää kvanttifysiikka. Kun klassinen fysiikka ottaa huomioon suurempien esineiden, kuten planeettojen, kiinteiden esineiden ja kaiken, joka voidaan nähdä paljaalla silmällä, valtakunta, kvanttimekaniikka käsittelee atomien ja subatomisten hiukkasten ja aaltojen valtakuntaa. Monissa tapauksissa kvanttiskaalan esineet käyttäytyvät sääntöjen mukaisesti, jotka näyttävät täysin erilaisilta kuin makroskooppiset objektit. Jotkut fyysikot uskovat kuitenkin, että suurempien esineiden käyttäytyminen vastaa kvanttimekaniikan sääntöjä; siten suuret kappaleet, kuten maailmankaikkeus, voidaan ymmärtää paremmin, jos ne voidaan kuvata kvanttitasolla.
Kvanttikosmologian keskeinen tutkimusalue on maailmankaikkeuden käyttäytyminen ja tila juuri alkuräjähdyksen jälkeen. Koska alkuperään liittyviin kysymyksiin ei voida vastata havainnoimalla, yleinen keino kehittää teorioita on katsoa maailmankaikkeuden nykytilaa ja sitten ekstrapoloida taaksepäin alkuräjähdykseen saadakseen selville, miten prosessi alkoi. Ihannetapauksessa tieto maailmankaikkeuden alkuperästä kvanttikosmologian avulla antaa tutkijoille lopulta mahdollisuuden ennustaa suurella todennäköisyydellä maailmankaikkeuden tulevaisuutta.
Jotkut fyysikot ovat omaksuneet kvanttikosmologian, koska se mahdollistaa polun valtavan ongelman ympärille, joka syntyy tutkimalla maailmankaikkeuden alkuperää yleisellä fysiikalla. Muun muassa Stephen Hawkingin mukaan maailmankaikkeus alkoi todennäköisesti singulaarisuutena, jonka ympärillä yleisen fysiikan lakien tiedetään hajuvan. Jos toivomme ymmärtävän tarkasti alkuräjähdyksen jälkeiset olosuhteet, kvanttifysiikka voi olla parempi, koska sen ei tiedetä joutuvan samanlaiseen hajoamiseen lähellä singulaarisuutta.
Kvanttikosmologia on suhteellisen uusi teoreettisen fysiikan haara, joka on peräisin vasta 20 -luvun puolivälistä. Tällainen uusi kenttä sisältää luonnollisesti paljon enemmän kysymyksiä kuin vastauksia maailmankaikkeuden alkuperästä ja käyttäytymisestä. Kuitenkin tämä kiehtova ala on houkutellut joitakin fysiikan kirkkaimpia mieliä ja näyttää olevan valmis tekemään merkittäviä löytöjä tulevina vuosisatoina.