宇称不守恒指微观世界的自然规律在“左右镜像”下不对称，即粒子的镜像行为与自身不同。
原本物理学家认为宇称是守恒的，就像现实中用右手写字，镜子里的镜像也该用“右手”（实际是左手镜像）写字，动作完全对称，20世纪中叶前，人们觉得所有自然规律都满足宇称守恒。但1956 年，李政道和杨振宁提出弱相互作用中宇称可能不守恒，并由吴健雄通过实验证实。实验将钴 - 60 原子核在超低温和强磁场中“自旋排队”，观察其β衰变时电子的发射方向，发现电子更倾向于朝某个特定方向发射，而非对称分布，这表明镜像世界的规律与现实不同。
宇称不守恒可以用三个日常比喻来理解。一是时空本身左右不对称，宇宙时空由极小的“积木块”排列，这些积木镜像翻转后排列结构无法重合；二是弱相互作用有“方向偏好”，粒子在弱相互作用中电子发射方向会偏向某个固定方向；三是时空积木的排列规则中不存在“左右翻转”操作，导致自然规律本身缺乏左右对称的能力。
这一发现意义重大，它打破了“完美对称”的迷信，证明自然界本质并非绝对对称，为粒子物理标准模型奠定基础；还能解释宇宙存在的根源，大爆炸时物质比反物质略多，可能源于宇称不守恒这种物理规律的轻微不对称，剩余物质形成了如今的宇宙。
