Quantummetamaterjalid laiendavad metamaterjalide teadust kvanttasemele. Nad saavad kontrollida elektromagnetilist kiirgust, rakendades kvantmehaanika reegleid. Laiemas tähenduses on kvantmetamaaterial metamaterjaliks, milles tuleb arvestada keskmise teatud kvant-omadustega, mille käitumist kirjeldatakse nii Maxwelli võrrandites kui ka Schrödingeri võrrandis. Selle käitumine peegeldab nii EM-laine kui ka aine laine olemasolu. Komponendid võivad olla nanoskoopilised või mikroskoopilised skaalad sõltuvalt sagedusvahemikust (nt optiline või mikrolainete). Rangemas lähenemisviisis peaks kvantmetaamaterjal näitama sidusat kvant dünaamikat. Selline süsteem on sisuliselt ruumiliselt laiendatud kontrollitav kvanteobjekt, mis võimaldab täiendavaid viise elektromagnetlainete leviku kontrollimiseks. Quantummetamaterjalid võivad olla kitsalt määratletud kui optilised kandjad, mis: