Kvantna elektrodinamika (QED) je kvantna teorija polja, ki pojasnjuje, kako električno nabiti delci medsebojno delujejo z izmenjavo fotonov (svetlobnih “kvantov” ali majhnih paketov svetlobe). Fotoni in s tem interakcije v QED se širijo s svetlobno hitrostjo. QED se imenuje teorija merilnika, pri čemer matematično določeno merilno polje predstavlja elektromagnetno silo. Teorija pojasnjuje tudi magnetizem, saj sta magnetizem in elektrika dve manifestaciji iste osnovne sile, elektromagnetizma.
Teorija QED je ena najbolj dobro preverjenih teorij na Zemlji, ki včasih daje natančne rezultate do desetih decimalnih mest in je bila prva kvantna teorija polja, ki je bila imenovana dosledna in popolna. Ugotovljeno je bilo, da je ena napoved, ki jo je naredil QED, natančna do 0038 delov na milijon, verjetno najbolj natančna in natančna fizična napoved doslej. Računanje pravilnih rešitev za vedenje sistemov z medsebojno delujočimi deli ali večjimi elektronskimi orbitalami postane eksponentno težje, ko se število komponent povečuje, pri čemer nekateri izračuni zahtevajo dobesedno desetletja dela za izračun in preverjanje.
Od štirih naravnih sil – elektromagnetizem, šibka jedrska sila, močna jedrska sila in gravitacija – je elektromagnetizem verjetno najlažje natančno razložiti, čeprav je njegova popolna razlaga zahtevala več sto desetletij dela znanstvenikov. Teorija je bila razvita do zadovoljstva v poznih štiridesetih, zahvaljujoč neodvisnemu delu Sin-Itiro Tomonaga, Juliana Schwingerja in Richarda Feynmana. Za svoj trud sta leta 1965 prejela Nobelovo nagrado za fiziko.
Če bi bil elektromagnetizem edina sila narave, ki deluje v vesolju, bi QED ponudil popoln prikaz njegove natančne narave. Vendar ni in iskanje kvantne teorije polja, ki integrira vse štiri sile, se nadaljuje. Poleg tega je reševanje enačb v QED zelo težko, težje od običajnih problemov kvantne mehanike, saj je QED posplošitev kvantne mehanike na posebno relativnost. Najbolj znane slike, povezane s QED, so Feynmanovi diagrami Richarda Feynmana, ki uporabljajo ravne in valovite črte za analizo različnih načinov, na katere delci izmenjujejo fotone za fizično interakcijo.
Teorija QED še vedno proizvaja matematične neskončnosti v določenih kontekstih in čeprav je bilo veliko teh problemov rešenih, ostajajo na določeni ravni. Za glajenje teh teoretičnih pomanjkljivosti so bili razviti ad hoc renormalizacijski algoritmi. Te neskončnosti kažejo, da QED nikakor ni končna teorija, zaradi česar je prihodnost odprta za odkritje natančnejše teorije, ki gleda na elektromagnetizem v kontekstu ostalih treh naravnih sil.