无穷远时间以前粒子处于一个自由态，称为入态，记为|Ψ>；无穷远时间之后粒子也是处于一个自由态，称为出态，记为|Ψ>。 入态到出态，相互作用可以用一个矩阵描述，记为S，那么就有：这就是散射矩阵的定义。散射矩阵直接与可观测的物理量相联系，但是我们在量子场论中处理的是场，两者如何联系？或者说如何从量子场论计算散射矩阵？我们还要利用一个，它联系了量子场论中的格林函数和可观测的散射矩阵。这使得理论能够预言实验。