Ко́мптоновская длина́ волны́ (λC) — параметр элементарной частицы: величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов, идущих с участием этой частицы. Название параметра связано с именем А. Комптона и комптоновским эффектом.
 Из опыта Комптона следует:
 Здесь: 
  
    
      
        m
        c
      
    
    {\displaystyle mc}
  
 — величина 4-вектора энергии-импульса покоящейся частицы.
 Для электрона, λeC ≈ 0,0242 Å ≈ 2,4263102367(11)⋅10−12 м; для протона, λpC ≈ 0,0000132 Å ≈ 1,32140985396(61)⋅10−15 м.
 Длина волны 
  
    
      
        
          λ
          
            C
          
        
      
    
    {\displaystyle \lambda _{C}}
  
 для покоящейся частицы массы 
  
    
      
        m
      
    
    {\displaystyle m}
  
 определяет период вращения амплитуды вероятности., квадрат которой является вероятностью того, что частица переместится из одной точки 4-пространства-времени в другую. Для покоящейся частицы это перемещение происходит только во времени, но не в пространстве. Следовательно можно написать цепочку равенств:
 Здесь: 
  
    
      
        
          ω
          
            0
          
        
        =
        
          
            
              2
              π
            
            
              T
              
                0
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \omega _{0}={\frac {2\pi }{T_{0}}}}
  
 — частота вращения амплитуды вероятности;
Из последних двух равенств вытекает:
 Где: 
  
    
      
        
          E
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle E_{0}}
  
 — энергия покоящейся частицы;
 В современной физике чаще употребляется приведённая комптоновская длина волны, которая меньше в 2π раз. Приведённая комптоновская длина волны обратна комптоновскому волновому числу:
 Для электрона, λeC ≈ 0,00386 Å ≈ 3,8615926764(18)⋅10−13 м; для протона, λpC ≈ 0,0000021 Å ≈ 2,10308910109(97)⋅10−16 м.
 В физике ядра и элементарных частиц также имеют важное значение (приведённые) комптоновские длины волн:
 Приведённая комптоновская длина волны часто возникает в уравнениях квантовой механики и квантовой теории поля. Так, в релятивистском уравнении Клейна — Гордона для свободной частицы
 эта величина (в квадрате) выступает как множитель в правой части. В таком же качестве она появляется и в уравнении Дирака:
 Хотя в традиционное представление уравнения Шрёдингера комптоновская длина волны в явном виде не входит, его можно преобразовать так, чтобы она «проявилась». Так, нестационарное уравнение Шрёдингера для электрона в водородоподобном атоме с зарядовым числом ядра Z
 можно разделить на 
  
    
      
        ℏ
        c
      
    
    {\displaystyle \hbar c}
  
 и переписать так, чтобы заменить элементарный заряд e на постоянную тонкой структуры α:
 В результате комптоновская длина волны электрона возникает как множитель в первом члене правой части.
 В квантовой теории поля часто применяется упрощающая формулы естественная система единиц, в которой скорость света и постоянная Планка равны 1. В такой системе единиц комптоновская длина частицы просто обратна её массе: λC = 1/m.
 Название «комптоновская длина волны» связано с тем, что величина λeC определяет изменение длины волны электромагнитного излучения в эффекте Комптона.
 Частица, локализованная в области с линейными размерами не более λC, согласно соотношению неопределённостей имеет квантовомеханическую неопределённость в импульсе не менее mc и неопределённость в энергии не менее mc², что достаточно для рождения пар частиц-античастиц с массой m. В такой области элементарная частица, вообще говоря, уже не может рассматриваться как «точечный объект», потому что часть времени она проводит в состоянии «частица + пары». В результате на расстояниях, меньших λC, частица выступает как система с бесконечным числом степеней свободы и её взаимодействия должны описываться в рамках квантовой теории поля — в этом фундаментальная роль параметра λC, определяющего минимальную погрешность, с которой может быть измерена координата частицы в её системе покоя. В частности, переход в промежуточное состояние «частица + пары», осуществляющийся за время ~λ/с, характерное для рассеяния света с длиной волны λ, при λ ≤ λC приводит к нарушению законов классической электродинамики в комптон-эффекте.
 В действительности во всех случаях размер области, где частица перестаёт быть «точечным объектом», зависит не только от её комптоновской длины, но и от комптоновских длин других частиц, в которые данная частица может динамически превращаться. Но, например, для лептонов, не обладающих сильным взаимодействием, переход в другие состояния маловероятен (можно сказать, что он происходит редко или требует большого времени). Поэтому лептонная «шуба» из пар является как бы прозрачной, и во многих задачах лептоны с хорошей точностью могут рассматриваться как «точечные частицы». Для тяжёлого адрона, например нуклона N, эффективный размер области, где начинает проявляться «шуба», значительно больше комптоновской длины нуклона и определяется комптоновской длиной самого лёгкого из адронов — пиона π (заметим, что λπC ≈ 7λNC). В области с линейным размером порядка λπC нуклоны с большой интенсивностью (из-за сильного взаимодействия) переходят в промежуточные состояния «нуклон + пионы», поэтому нуклонная «шуба», в отличие от лептонной, плотная.
 Таким образом, эффективная область, где частица перестаёт проявляться как «точечная», определяется не только соответствующими комптоновскими длинами волн, но и константами взаимодействия данной частицы с другими частицами (полями).