Quantum-mekanisk teorin om fysiska system vars dynamiska variabler är lokala funktioner i tid och rum. Till skillnad från kvantmekanik atomer, quantum fältet teorier beskriver system med ett oändligt antal frihetsgrader. Sådana teorier ger naturligt språk för att beskriva interaktioner och egenskaper av elementarpartiklar, och har visat sig vara framgångsrika i att tillhandahålla grunden för de grundläggande teorierna för interaktioner som frågan. Nuvarande förståelse för grundläggande naturkrafterna är baserad på quantum fältet teorier om de starka, svaga, Elektromagnetisk, och gravitationen. Quantum field theory är också användbart i studiet av många-body system, särskilt i situationer där ett system karakteristiska längd är stora jämfört med dess mikroskopisk skala.