Naturen til elektriske og magnetiske felt ble ikke fullt ut forstått før i 1864 da James Clerk Maxwell samlet en rekke tidligere teorier i et sett av 20 skalarlikninger, som senere ble omformulert til fire vektorligninger av Oliver Heaviside og Josiah Willard Gibbs. Maxwells likninger er en fullstendig beskrivelse av kildene til feltene som stasjonære og bevegelige ladninger, og interaksjoner av feltene selv. Dette førte til at Maxwell oppdage at elektriske og magnetiske felt kan være «selvgenererende» i form av en bølger som beveger seg med en hastighet som han regnet for å være lyshastigheten. Denne innsikten forent den gryende vitenskapen om elektromagnetisk teori med optikk og førte direkte til en fullstendig beskrivelse av elektromagnetisk spekter.