Quantum-mechanical teorien om fysiske systemer som har dynamikk variabler er lokale funksjoner av plass og tid. Som skilles fra quantum mekanikerne av atomer, quantum feltet teorier beskrive systemer med et uendelig antall frihetsgrader. Slike teorier gir naturlig språk for å beskrive samhandling og egenskapene til elementary partikler, og har vist seg for å være vellykket i å gi grunnlag for grunnleggende teorier om vekselsvirkningene av saken. Den nåværende forståelsen av de grunnleggende styrkene av natur er basert på quantum feltet teorier om den sterke og svake, elektromagnetisk, gravitasjonsakselerasjonen interaksjoner. Quantum feltet teori er også nyttig i studiet av mange-kroppens systemer, spesielt i situasjoner der karakteristiske lengden på et system er stor sammenlignet med mikroskopisk omfang.