Bohr erfand den Begriff um qualitativ zu diskutieren, weshalb manche Versuche sich eher durch ein Teilchen- und andere eher durch ein Wellenmodell qualitativ erklären lassen, bzw. dass manche Messgrößen sich gegenseitig ausschließen, z.B. Impulskoordinate und Ortskoordinate eines Teilchens zur gleichen Zeit für eine bestimmte Koordinatenrichtung.

Nach Zeilinger (2004) definierte Bohr: "Zwei physikalische Größen sind dann komplementär zueinander, wenn es nicht einmal im Prinzip möglich ist, einen Apparat zu bauen, mit dem beide Größen gleichzeitig bestimmt werden können".

Zeilinger schreibt auch: "Zwei Größen sind dann komplementär zueinander, wenn die Informationen über beide nicht gleichzeitig vorhanden sein können."

So sagt man manchmal, dass "Ort und Impuls eines Teilchens zueinander komplementär" seien, andere formulieren, dass "Wellen- und Teilchenaspekte zueinander komplementär" seien. Die damit zusammenhängende Grundtatsache wird als so fundamental angesehen, dass "Komplementarität" als einer der Grundfakten der Quantenphysik gilt.

Komponenten des Elektronenspins bzgl. unterschiedlicher Koordinatenachsen, also z.B. S_z und S_y sind ebenfalls ein Beispiel für komplementäre Messgrößen.

Eng verwandt mit Komplementarität ist "Nicht-gleichzeitige-Messbarkeit" ("Nicht-Kommensurabilität"), ein Grundfaktum der Quantenphysik, das besagt, dass manche Messgrößen in der Quantenphysik nicht gleichzeitig messbar sind oder schärfer: nicht gleichzeitig existieren, obwohl das in der klassischen Physik durchaus der Fall ist. So hatte Bohr ja ursprünglich Komplementarität definiert.

Ein wichtiger Aspekt der Komplementarität (der über die Nicht-gleichzeitige-Messbarkeit hinausgeht) ist, dass bei Vorliegen mehrerer nicht unterscheidbarer, aber klassisch denkbarer Möglichkeiten "Welcher-Weg-Information" und Interferenz zueinander komplementär sind.

Man kann nicht beides zugleich haben: Ort und Impuls oder auch nicht Welcher-Weg-Information und Interferenz.

Das Prinzip der Komplementarität lässt sich umgekehrt einsetzen als pauschale Methode für die Entscheidung, ob Interferenz möglich ist: Wenn WWI vorhanden ist, dann sicher keine Interferenz.

Andere Beispiele komplementärer Eigenschaften beziehen sich z.B. auf die Polarisation von Quantenteilchen. Ein Photon, das be-stimmte Polarisation bzgl. eines Polarisators PO hat, kann nicht zugleich be-stimmte Polarisation bzgl. eines gegenüber PO gedrehten Analysators AN haben.

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