Elektrodinamika kuantum (QED) adalah teori medan kuantum yang menjelaskan bagaimana partikel bermuatan listrik berinteraksi satu sama lain melalui pertukaran foton (“kuanta” ringan, atau paket kecil cahaya). Foton, dan karena itu interaksi dalam QED, merambat dengan kecepatan cahaya. QED disebut sebagai teori pengukur, dengan bidang pengukur yang ditentukan secara matematis mewakili gaya elektromagnetik. Teori ini juga menjelaskan magnetisme, karena magnetisme dan listrik adalah dua manifestasi dari gaya dasar yang sama, elektromagnetisme.
Teori QED adalah salah satu teori yang paling terverifikasi dengan baik di Bumi, terkadang memberikan hasil yang tepat hingga sepuluh tempat desimal, dan merupakan teori medan kuantum pertama yang disebut konsisten dan lengkap. Satu prediksi yang dibuat oleh QED ternyata akurat hingga 0038 bagian per juta, mungkin prediksi fisik paling tepat dan akurat yang pernah dibuat. Menghitung solusi yang tepat untuk perilaku sistem dengan bagian-bagian yang berinteraksi atau orbital elektron yang lebih besar menjadi lebih sulit secara eksponensial seiring dengan bertambahnya jumlah komponen, dengan beberapa perhitungan yang membutuhkan kerja puluhan tahun untuk menghitung dan memverifikasi.
Dari empat gaya alam — elektromagnetisme, gaya nuklir lemah, gaya nuklir kuat, dan gravitasi — elektromagnetisme mungkin yang paling mudah untuk dijelaskan dengan cermat, meskipun untuk menjelaskannya sepenuhnya membutuhkan ratusan ilmuwan selama puluhan tahun kerja. Teori ini dikembangkan untuk kepuasan di akhir empat puluhan, berkat karya independen Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger dan Richard Feynman. Mereka menerima Hadiah Nobel Fisika tahun 1965 atas usaha mereka.
Jika elektromagnetisme adalah satu-satunya kekuatan alam yang beroperasi di alam semesta, QED akan menawarkan penjelasan lengkap tentang sifat pastinya. Namun, tidak, dan pencarian berlanjut untuk teori medan kuantum yang mengintegrasikan keempat gaya. Selain itu, memecahkan persamaan dalam QED sangat sulit, lebih sulit daripada masalah mekanika kuantum konvensional, karena QED adalah generalisasi mekanika kuantum ke relativitas khusus. Gambar yang paling terkenal terkait dengan QED adalah diagram Feynman Richard Feynman, yang menggunakan garis lurus dan berlekuk untuk menganalisis berbagai cara partikel bertukar foton untuk berinteraksi secara fisik.
Teori QED masih menghasilkan ketidakterbatasan matematis dalam konteks tertentu, dan sementara banyak dari masalah ini telah diselesaikan, mereka bertahan pada tingkat tertentu. Algoritme renormalisasi ad hoc telah dikembangkan untuk menghaluskan ketidaksempurnaan teoretis ini. Ketidakterbatasan ini menunjukkan bahwa QED sama sekali bukan teori final, membiarkan masa depan terbuka untuk penemuan teori yang lebih akurat, yang memandang elektromagnetisme dalam konteks tiga kekuatan alam lainnya.