Od začetka 20. stoletja so fiziki prepoznali štiri temeljne sile ali interakcije, ki zajemajo vse znane pojave v naravi. Tri od štirih je strogo in matematično okarakteriziral standardni model, oblikovan v zgodnjih sedemdesetih letih. Štiri sile so močna jedrska sila (znana tudi kot barvna sila), šibka jedrska sila (posreduje beta razpad), elektromagnetna sila in gravitacija.
Pri zelo visokih energijah se šibka jedrska in elektromagnetna sila združita (začneta se obnašati zamenljivo), pri še višjih silah pa velja, da se močna sila združi z elektrošibko in končno se močna-elektromagnetna sila združi z gravitacijo. Verjame se, da so bili vsi štirje združeni takoj po velikem poku, v najzgodnejših fazah nastanka vesolja.
Močna jedrska sila drži skupaj protone in nevtrone v atomskem jedru. Natančneje, posredovana je z izmenjavo gluonov med kvarki, ki sestavljajo protone in nevtrone. Je 100-krat močnejša od elektromagnetne sile. Ko se jedra razbijejo v jedrskih reakcijah, se energija iz te sile sprosti. Kot opisuje fizikalna teorija, imenovana kvantna kromodinamika, izgubi vso svojo moč na razdaljah, ki so veliko širše od atomskega jedra.
Elektromagnetna sila je tista, ki jo ljudje najbolj poznajo, in je odgovorna za vse kemične reakcije in najbolj prepoznavne fizikalne lastnosti, kot je svetloba. Posredujejo ga fotoni, ki sestavljajo vse elektromagnetno sevanje, od kozmičnih žarkov do vidne svetlobe do izjemno nizkofrekvenčnih radijskih valov. Tako toplota kot svetloba sta sestavljeni iz fotonov.
Interakcije elektromagnetnih sil določa električni naboj. Razlog, zakaj ljudje ne padejo skozi stol, ko sedijo na njem, je ta, da negativni naboj atomskih elektronskih lupin, ki sestavljajo telo, odbija negativni naboj elektronskih lupin, ki sestavljajo stol. Moč fotonskih valov se zmanjša glede na kvadrat razdalje njihovega vira.
Šibka jedrska sila je odgovorna za relativno majhen obseg temeljnih interakcij. Posreduje beta razpad, kar se zgodi, ko se nevtron razgradi na proton in elektron ali pozitron. Posredovan z bozoni W in Z, je približno sto milijard krat šibkejši od elektromagnetnega. Deluje le na kratkih razdaljah.
Gravitacija je najšibkejša od vseh sil, vendar najbolj razširjena v vesolju, ker jo ustvarjajo vsa telesa z maso. Gravitacija je 1036-krat šibkejša od elektromagnetne sile, kar otežuje matematično analizo. Delci, ki naj bi posredovali gravitacijo – gravitoni – še niso bili odkriti. Gravitacija se od drugih sil razlikuje tudi po tem, da še ni bila integrirana z drugimi na strog matematičen način. Fiziki že skoraj stoletje iščejo teorijo, ki bi poenotila gravitacijo z drugimi silami, doslej brez sreče.