在量子力学当中，纯态由一个相同统计系综(ensemble)所构成，而相对于纯态的混态(mixed state)则可以分解两个以上的系综。在量子力学中有诸多表示型(formalism)，一个量子态可由密度矩阵或称密度算符表示，区分纯态和混态的方法即可由此得之。纯态S可用狄拉克符号的右括向量表示：

或写成密度矩阵表示型则为：

而混态的密度矩阵则为

就某种意义上来说，纯态也可以说成是混态中的一项特例。只要将上式 其中一项设为1， 其他项皆为0，则纯态式子就可从混态式子中迸现出来。

而两者不同处在于 ：归一化过的纯态 ，而归一化过的混态则 ，和 不同，由此得以辨别出纯态与混态。