基本相互作用
万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代，亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了科学革命时期，伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论－如果忽略空气阻力，那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。艾萨克·牛顿据传说看到蘋果掉落時發現地心引力，進而引伸出万有引力定律（1687年），是一个用来描述通常重力行为非常好的近似。在1915年，阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论，将重力用另一種方式描述－时空几何，並指出重力是空間與時間彎曲的一種結果。
统一场论
統一場論是一種只需要用單一場論就可以完美解釋所有種類的基本粒子之間的基本相互作用。在同一原則為前提底下，可以解釋各種不同粒子之間的關係的物理理論。截至目前為止尚沒有成功的統一場論出現，而統一場論也是今日物理學界研究的重點之一。統一場論這個名詞首先由阿爾伯特·愛因斯坦提出，他也曾試圖整合廣義相對論以及電磁學成為一個單一場論。此外，万有理论也試圖解釋所有自然界中的常數成因，和統一場論相當的接近，但它們之間不同的是万有理论並不要求將自然界基礎當作是場。