Teoria opisująca oddziaływania elektromagnetyczne na poziomie kwantowym to Elektrodynamika Kwantowa (QED, od ang. Quantum Electrodynamics). Oddziaływanie zachodzi za pośrednictwem pola elektromagnetycznego. Czynnikami decydującymi o przyciąganiu lub odpychaniu są ładunki elektryczne oddziałujących cząstek naładowanych. Pole elektromagnetyczne jest jednak skwantowane, a kwant pola elektromagnetycznego nazywamy fotonem. Kwant pola elektronowego nazywamy elektronem. Wszystkie cząstki elementarne są kwantami pewnych pól. Opisując świat pól kwantowych często używamy języka, który ludzkość stworzyła do opisu świata makroskopowego. W szczególności mówimy, że oddziaływanie elektromagnetyczne zachodzi poprzez wymianę fotonów. Wypowiadając to zdanie rozumiemy, że chodzi w nim o oddziaływanie za pośrednictwem kwantów pola, a nie punktów materialnych znanych z mechaniki Newtona.

QED dostarcza nam aparat matematyczny umożliwiający przewidywanie wyników wielu eksperymentów, w szczególności wyznaczanie różniczkowych przekrojów czynnych w procesach rozpraszania. Te przewidywania zostały zweryfikowane eksperymentalnie z ogromną dokładnością. Zarówno obliczenia teoretyczne, jak i ich porównanie z eksperymentem mogłyby z powodzeniem zostać przeprowadzone bez korzystania z określenia „wymiana fotonów”.

Jeśli chodzi o oddziaływania grawitacyjne, to teoria opisująca je na poziomie kwantowym ma status tzw. efektywnej teorii pola. Otrzymujemy ją z ogólnej teorii względności przy pomocy takiego samego algorytmu, jak QED z elektrodynamiki klasycznej. Kwantem pola grawitacyjnego jest grawiton. Dotychczasowa eksperymentalna weryfikacja kwantowej grawitacji jest jednak bardzo słaba, gdyż praktycznie wszystkie zbadane obserwacyjnie zjawiska grawitacyjne mają charakter klasyczny (tj. różnica między przewidywaniami teorii kwantowej i klasycznej jest tak mała, że nie mamy technicznej możliwości jej zmierzenia). Jedynym znanym mi przykładem ilościowego i obserwacyjnie weryfikowalnego przewidywania kwantowej grawitacji jest wyjaśnienie (klasycznych) fluktuacji w mikrofalowym promieniowaniu tła jako pochodzących od kwantowych fluktuacji pola grawitacyjnego w pierwszych ułamkach sekundy po Wielkim Wybuchu, w czasie tzw. inflacji. Jest jednak kwestią dyskusyjną, czy samą inflację uznamy za ugruntowaną już teorię, czy nadal jedynie hipotezę.