Adepte d'un modèle continu de la matière, il rejette dans un 1er temps le modèle atomiste des gaz de Maxwell et Boltzmann. Pour lui, la théorie atomique s’effondrera à terme en faveur de l’hypothèse de la matière continue. Il se rallie cependant devant l'évidence à l'atomisme à partir des années 1890s.
En , il introduit la fameuse constante ℎ qui portera son nom, la constante de Boltzmann (k) et la notion des quanta. Fin il présente sa découverte à la société de physique de Berlin. C’est la naissance de la théorie des quanta, qu'il ne contribuera pas beaucoup à approfondir, laissant Albert Einstein l'étayer solidement. Planck a du mal à accepter sa propre hypothèse, qui rend la matière discontinue (puisque décomposée en quanta).
En , il développe le concept de ZPE comme terme correcteur ajouté à l'équation de sa théorie quantique originale.