Ifølge superpositionsprincippet, så er enhver vektor i tilstandsrummet en mulig tilstand for systemet, dvs. at systemet også kan være i en superpositionstilstand\begin{equation}|\psi \rangle = a_1|\phi_1\rangle + a_2 |\phi_2\rangle,\label{eq: superposition}\end{equation}hvor $a_1$ og $a_2$ er to komplekse tal. Det er vigtigt at forstå, at superpositionstilstande ikke bare handler om at vi ikke ved præcist hvad systemets tilstand er, men at det faktiske er i en samtidig blanding af to forskellige tilstande. Hvis $|\phi_1\rangle$ og $|\phi_2\rangle$ ovenfor f.eks svarer til to vidt forskellige postitioner i rummet, så beskriver tilstanden $|\psi \rangle$ et system der er to forskellige steder på samme tid -- ikke noget vi just er vant til i hverdagen!
