素粒子の標準理論ではニュートリノの質量はゼロであるが、有限の質量があり、その質量が種類（フレーバー）により異なる場合に、量子力学的な効果で飛行中にフレーバーが入れ替わる現象。ニュートリノと反ニュートリノの間の振動として1957年ポンテコルボ（B. Pontecorvo）が提唱し、1962年に牧二郎、中川昌美、および坂田昌一によって異種間の振動が考察された。ホームステイク実験による太陽ニュートリノの観測結果や、カミオカンデによる大気ニュートリノの観測結果は、ニュートリノ振動が起こっていること、すなわちニュートリノには小さな質量があることを示唆していた。その後、スーパーカミオカンデの大気ニュートリノ観測によって、ニュートリノ振動の存在は確立され（1998年）、梶田隆章東大教授のノーベル物理学賞受賞につながった。太陽ニュートリノ問題も参照。