Energi og impuls for en partikkel med masse , er alltid forbundet ved den generelle formelenfra den spesielle relativitetsteorien. For fotonet er som derfor betyr at . Ved bruk av kvantemekanikk kunne Paul Dirac i 1927 gi en konsistent beskrivelse av alle egenskaper ved fotonet og dets vekselvirkning med materie. Dette var første formulering av hva som i dag kalles kvanteelektrodynamikk. Det ble nå klart at fotonet ga opphav til elektriske og magnetiske krefter mellom materiepartikler med elektrisk ladning. At massen var nøyaktig lik null, medførte at disse kreftene fikk lang rekkevidde. Dette kommer til uttrykk bl.a. i Coulombs lov som beskriver hvordan kraften avtar mellom to ladninger.