La fisica delle alte energie si occupa dello studio delle interazioni fondamentali. La teoria deve necessariamente basarsi sull’unione della meccanica quantistica e la teoria della relatività. Questa unione permette la descrizione di un solo tipo di oggetti: le particelle elementari. Tutta la materia è fatta da queste particelle elementari e le forze fondamentali sono generate dal loro scambio. L'apparato matematico che descrive le interazioni fondamentali tra particelle elementari è la teoria dei campi quantistica relativistica.

Come in passato lo studio delle orbite dei pianeti ci ha condotto alla legge della gravitazione universale e lo studio degli spettri atomici ci ha rivelato l'origine della meccanica quantistica, cosi lo studio delle particelle elementari ci permette oggi di capire il mondo al suo livello più fondamentale.