物质在分子尺度下的特性（包括其密度）是靠电磁力以及电子上动量交换产生等效力的平衡所决定。近年来研究发现，在某些状况下，电磁力和弱核作用力会统一，称为电弱交互作用，这个发现使得人类距离大统一理论更进一步，科学家阿卜杜勒·萨拉姆、谢尔登·格拉肖以及史蒂文·温伯格也因此获颁1979年的诺贝尔物理奖。
相对论下的电磁力.在狭义相对论中的电磁交互作用会用一个称为电磁场张量的二维张量描述：以张量方式表示，符合马克士威方程组的电磁场张量（以CGS制表示）如下：方程式还可以用外微分及霍