Naukowiec przewidział również istnienie fotonu – postulując dualizm korpuskularno-falowy światła. Było to poprawne wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego, przewidujące też nowe zjawiska jak efekt Comptona, które ostatecznie potwierdziło cząstki światła. Hipoteza Einsteina umożliwiła też innym fizykom stworzenie właściwej mechaniki kwantowej – dzięki przeniesieniu tej dualistycznej koncepcji na elektron przez de Broglie’a. Jednocześnie Einstein był czołowym krytykiem najczęstszej, kopenhaskiej interpretacji kwantów i współautorem paradoksu EPR. Wprowadzone w nim pojęcie splątania kwantowego umożliwiło nie tylko badanie kwantowych fundamentów i możliwości ewentualnej rewizji tej teorii; otworzyło też całą dyscyplinę informatyki kwantowej. Odkrywca emisji wymuszonej, na której opierają się lasery. Opisał też statystykę Bosego-Einsteina i możliwość istnienia kondensatu Bosego-Einsteina – czasem nazywanego piątym stanem skupienia, łamiącego intuicyjne własności materii jak nieprzenikliwość. Einstein przysłużył się też innym dziedzinom fizyki jak klasyczna mechanika statystyczna – jego model ruchów Browna dostarczył koronnych dowodów teorii atomistycznej. Badania Einsteina nad materią skondensowaną obejmowały też teorię ciała stałego.