२०वीं शताब्दी के मोड़ पर, प्रकाश की प्रकृति के बारे में नई खोजों ने पुराने मॉडलों का खंडन किया, जिससे भौतिकविदों के बीच विवाद पैदा हुआ। उन अशांत वर्षों के दौरान, मैक्स प्लैंक और अल्बर्ट आइंस्टीन जैसे वैज्ञानिकों ने प्रकाश का एक आधुनिक सिद्धांत विकसित किया। इसने न केवल यह दिखाया कि प्रकाश एक तरंग और एक कण दोनों के रूप में व्यवहार करता है, बल्कि पूरे ब्रह्मांड के बारे में सोचने के नए तरीकों को भी जन्म देता है।
आधुनिक सिद्धांत के अनुसार, प्रकाश की दोहरी प्रकृति होती है। क्योंकि इसमें लहरें होती हैं, दूर की आंधी से गुजरने वाली धूप एक इंद्रधनुष बनाती है। हालाँकि, जब प्रकाश सौर सेल से टकराता है, तो यह बहुत छोटे फटने की श्रृंखला के रूप में ऊर्जा प्रदान करता है। पदार्थ के कणों के नाम हैं जैसे प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और न्यूट्रॉन। प्रकाश के कणों को फोटॉन कहा जाता है; प्रत्येक एक छोटा, असतत बंडल है जिसकी ऊर्जा प्रकाश तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है: तरंग दैर्ध्य जितना छोटा होगा, ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी।
1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने पाया कि प्रकाश ब्रह्मांड की संरचना के लिए मौलिक है, इसे अंतरिक्ष, समय, ऊर्जा और पदार्थ से जोड़ता है। यद्यपि आप इसे सीधे रोजमर्रा की जिंदगी में अनुभव नहीं करते हैं, वस्तुएं सिकुड़ती हैं और प्रकाश की गति के करीब जाने पर भारी हो जाती हैं। साथ ही, बहुत तेज वस्तुओं के लिए, ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों की तुलना में उनके लिए समय धीमा हो जाता है। और अपने प्रसिद्ध तुल्यता सिद्धांत के साथ, ई = एमसी वर्ग, आइंस्टीन ने दिखाया कि सभी वस्तुओं में भारी ऊर्जा होती है; ऊर्जा की मात्रा ज्ञात करने के लिए, आप किसी वस्तु के द्रव्यमान को प्रकाश की गति, वर्ग से गुणा करते हैं।