Tant que la boîte est fermée, le chat est à la fois vivant et mort. L'observation force la réalité à choisir.
En 1935, Erwin Schrödinger imagine un chat enfermé dans une boîte avec un atome radioactif, un compteur Geiger, un marteau et un flacon de poison. Si l'atome se désintègre, le compteur déclenche le marteau, le flacon se brise et le chat meurt. L'atome étant en superposition « désintégré » et « intact », la mécanique quantique appliquée naïvement dirait que le chat est à la fois vivant et mort tant que personne n'ouvre la boîte.
Schrödinger ne pensait pas qu'un chat puisse réellement être mort et vivant. Son but était de montrer l'absurdité d'appliquer sans précaution la superposition aux objets du quotidien, et de poser la question de la frontière entre monde quantique et monde classique. L'expérience de pensée est publiée la même année que l'article d'Einstein, Podolsky et Rosen sur l'intrication.
La théorie de la décohérence montre qu'un objet macroscopique interagit en permanence avec son environnement (air, lumière, chaleur). Ces interactions détruisent la superposition en une fraction infinitésimale de seconde, bien avant qu'on ouvre la boîte. Les interprétations restent débattues : celle de Copenhague parle d'effondrement à la mesure, celle des mondes multiples d'Everett (1957) considère que toutes les issues se réalisent dans des branches distinctes.