W mechanice kwantowej wektor stanu to wektor opisujący stan kwantowy danego układu kwantowego. Wektor stanu należy do przestrzeni Hilberta. Przestrzeń Hilberta – to przestrzeń wektorowa nad ciałem liczb zespolonych. Konkretna realizacja przestrzeni Hilberta zależy od rodzaju układu kwantowego. Np. wymiar przestrzeni Hilberta zależy od liczby cząstek układu oraz ich charakterystycznych parametrów, jak masa, ładunek, spin itp.; przestrzeń Hilberta zależy też od tego, jakie pole zewnętrzne oddziałuje na układ kwantowy.