Kvantemekanisk teorien om fysiske systemer hvis dynamical variabler er lokale funktioner af tid og rum. Som var fra kvantemekanik af atomer, quantum felt teorier beskrive systemer med et uendeligt antal frihedsgrader. Sådanne teorier give naturligt sprog til at beskrive interaktioner og egenskaber af elementære partikler, og har vist sig for at være vellykkede at skabe grundlag for de grundlæggende teorier af sagen interaktioner. Den nuværende forståelse af de grundlæggende styrker karakter er baseret på quantum felt teorier af de stærke, svage, elektromagnetisk, og gravitationel interaktioner. Quantum field theory er også nyttigt i studiet af mange-body systems, især i situationer, hvor den karakteristiske længde af et system er store i forhold til målestoksforholdet mikroskopiske.