波数是原子、分子和原子核的光谱学中的频率单位，等于真实频率除以光速，即波长(λ)的倒数，或在光的传播方向上每单位长度内的光波数。理论物理中其计算公式是：k=2π/λ。意为2π长度上出现的全波数目。从相位的角度出发，可理解为：相位随距离的变化率（rad/m）。

在光谱学里，电磁辐射的波数 ，用方程定义为：ν=1/λ

其中， λ是辐射在真空里的波长。

波数的量纲是[长度]-l 。采用国际单位制，波数的单位是m-1 。一般来说，科学家比较喜好采用厘米-克-秒制(CGS) 来表达波数。采用 (CGS) 单位制，波数的单位是cm-1 。光谱线的差距可以被解释为能级的差别；能级与频率成正比，与波数也成正比。光谱数据通常是用波数纪录，跟光速和普朗克常数无关。

波数可以被转换为量子能量 （单位为焦耳或J）或频率（单位为赫兹或Hz）：

E=1.9865*10^-23Jcm*v

v=29.978*10^9Hzcm*v

注意到在这里，波数与光速的单位制式为厘米-克-秒制。所以，计算时必须特别小心。

例如，氢原子发射线的波数，是

v=R*((nf)^(-2)-(ni)^(-2))

其中， R是里德伯常量，ni 与 nf分别是初始能级与最终能级的主量子数，ni>nf。

电磁波，是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性。电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。见麦克斯韦方程组。

ν是频率， Vp是相速度， ω是角频率， E是能量， h-是约化普朗克常数， c是光速。

对于物质波,像电子波，波数的非相对性近似方程为

k=2π/λ=p/(h-)=(2mEk)^0.5/(h-)

其中， p是粒子的动量， m是粒子的质量,Ek是粒子的动能。