从统计力学的理论可以推导出热力学定律。统计力学应用机率论来研究由大量粒子组成的系统的物理行为。统计力学将单独原子或分子的微观性质桥接至大块物质的宏观性质，对于这些宏观性质给出微观层级的诠释。在大尺度的实验中可以测量到这些宏观性质。电磁学描述带电粒子与电场、磁场的交互作用。电磁学的分支有静电学、静磁学、电动力学等等。静电学研究静止带电粒子彼此之间的交互作用。静磁学研究所有涉及常定磁场的现象。电动力学研究所有涉及加速度带电粒子、电磁辐射、时变电场与时变磁场的现象。经典电磁学的基础理论是马克士威方程式与劳仑兹