Einsteinova teorija posebne relativnosti opisuje magnetizem kot stranski produkt električne sile. Zato lahko ti dve sili štejemo za različni vidiki bolj temeljne sile, ki jo fiziki imenujejo elektromagnetizem. Elektromagnetna teorija opisuje zbirko medsebojno povezanih znanstvenih trditev, ki se uporabljajo za odgovore na vprašanja o tej sili.
Fiziki uporabljajo polja kot abstrakcije, da opišejo, kako sistem vpliva na svojo okolico. Električno polje nabitega predmeta predstavlja silo, s katero bi delovalo na nabiti delec. Polje je močnejše bližje predmetu, ker se elektrostatična sila zmanjšuje, ko se razdalja med dvema nabojema povečuje. Podobno so definirana magnetna polja, le da opisujejo silo, ki deluje na gibajoči se nabit delec.
Najosnovnejši zamisli v elektromagnetni teoriji sta »spremenljivo električno polje ustvarja magnetno polje« in »spremenljivo magnetno polje ustvarja električno polje«. Ta načela so kvantificirana z Maxwellovimi enačbami, poimenovanimi po Jamesu Clerku Maxwellu, škotskem fiziku in matematiku, čigar delo v 19. stoletju je vzpostavilo disciplino z revolucijo v načinu, kako so fiziki razumeli svetlobo. Maxwellove enačbe v jezik polj vnesejo tudi prej znana razmerja – Coulombov zakon in Biot-Savartov zakon.
Nabit delec med gibanjem ustvari magnetno polje, vendar je magnetno polje pravokotno na gibanje delca. Poleg tega je učinek tega magnetnega polja na drugi gibljivi naboj pravokoten tako na polje kot na gibanje drugega naboja. Ti dve dejstvi povzročata, da celo osnovne težave v elektromagnetizmu zahtevajo zapleteno, tridimenzionalno razmišljanje. Zgodovinsko gledano je razvoj vektorjev v matematiki in znanosti velik del svojega napredka dolguje delu fizikov, ki poskušajo abstrahirati in poenostaviti uporabo elektromagnetne teorije.
V 19. stoletju je elektromagnetna teorija spremenila, kako so fiziki razumeli svetlobo. Newton je svetlobo opisal v smislu delcev, imenovanih korpuskule, vendar je Maxwell trdil, da je to manifestacija električnega in magnetnega polja, ki se potiskata skozi vesolje. V skladu s tem pojmovanjem so vidna svetloba, rentgenski žarki, radar in številni drugi pojavi vsi sami po sebi podobni, vsak je kombinacija električnega in magnetnega polja, ki se spreminja z drugačno frekvenco. Znanstveniki imenujejo kontinuum vseh takšnih valov elektromagnetni spekter.
Uspeh elektromagnetne teorije je v 20. stoletju povzročil propad preostale newtonove fizike. Einstein je spoznal, da Maxwellova teorija zahtevata prostor in čas za medsebojno odvisne, različne koordinate štiridimenzionalnega prostor-časa. Poleg tega je Einsteinova teorija relativnosti pokazala, da je prostor ukrivljen in da se čas, ki ga meri en opazovalec, razlikuje od tistega, ki ga meri drugi. Vsa ta odkritja so bila popolnoma nezdružljiva z Newtonovo teorijo gibanja. Tako je študij elektromagnetizma, neposredno ali posredno, spremenil, kako fiziki razumejo elektriko, magnetizem, svetlobo, prostor, čas in gravitacijo.