Teori mekanika kuantum fisik sistem yang dinamik variabel lokal fungsi ruang dan waktu. Yang dibedakan dari mekanika kuantum atom, teori medan kuantum menjelaskan sistem dengan jumlah derajat kebebasan tak terbatas. Teori seperti memberikan bahasa alami untuk menjelaskan interaksi dan sifat-sifat partikel dasar, dan telah terbukti sukses dalam menyediakan dasar untuk teori-teori dasar interaksi materi. Hadir pemahaman dasar kekuatan alam didasarkan pada teori medan kuantum yang kuat, lemah, elektromagnetik, dan interaksi gravitasi. Teori medan kuantum ini juga berguna dalam studi sistem banyak-tubuh, terutama dalam situasi di mana panjang karakteristik dari sistem besar dibandingkan dengan skala mikroskopik.