Embora cada elétron atinja a tela como uma partícula clássica, a formação do padrão de interferência final sugere que o elétron passa pelas duas fendas como uma onda. Este problema tornou-se conhecido como a dualidade onda-partícula.
A dificuldade em reconhecer a dualidade onda-partícula como um fenômeno natural ainda leva alguns a tratar deste problema como um paradoxo. O paradoxo decorre do fato de que estamos bem familiarizados com o conceito clássico de partícula, por um lado, e também com o conceito de campo clássico, por outro lado. Ambos os conceitos são excludentes na física clássica. Contudo, a física quântica é a teoria adequada para descrever e interpretar o experimento de dupla fenda. E a física quântica rompe com os conceitos clássicos de campos e partículas.

Variações do experimento de dupla fenda e o papel do observador

Também podemos aprender algo sobre a medida como interação do observador com o sistema físico através do experimento de dupla fenda. É possível, por exemplo, posicionar um detector antes do feixe (de fótons ou elétrons) atingir a dupla fenda, a fim de se saber de antemão se a partícula passará pela fenda da esquerda ou da direita, em uma variação do experimento chamada Which-Way. Esta medida pode ser feita sem alterar a trajetória da partícula individualmente. 
Em um experimento Which-Way, podemos começar deixando o detector desligado, de modo que o feixe de partículas passe pelas fendas e resulte no padrão de interferência do experimento de dupla fenda ordinário. Ao ligar o detector, o observador adiciona ao sistema o elemento da medição. Como resultado, o padrão de interferência se desfaz e a tela reproduzirá o padrão esperado por partículas clássicas (fig \ref{548777}). Se desligarmos o detector, o padrão de interferência será recomposto.