La teoria della meccanica quantistica di sistemi fisici cui variabili dinamiche sono funzioni locali di spazio e tempo. Come distinto dalla meccanica quantistica degli atomi, le teorie di campo quantistica descrivere sistemi con un numero infinito di gradi di libertà. Tali teorie prevedono il linguaggio naturale che descrive le interazioni e le proprietà delle particelle elementari e hanno dimostrato di avere successo nel fornire la base per le teorie fondamentali delle interazioni della materia. La comprensione attuale delle forze fondamentali della natura è basato su teorie di campo quantistiche dei forti, deboli, elettromagnetiche e interazioni gravitazionali. Quantum field theory è anche utile nello studio dei sistemi a molti corpi, soprattutto in situazioni dove la lunghezza caratteristica di un sistema è grande rispetto alla sua scala microscopica.