Kuantum alan teorisi, fizikteki kuantum mekaniğinin bir genelleştirilmiş versiyonudur. Kuantum mekaniği, mikroskobik sistemlerin davranışını açıklamaya yönelik bir fizik teorisi olup, bu sistemlerin enerji, hareket ve diğer fiziksel özelliklerinin kuantum durumları olarak adlandırılan durumlarda tarif edilebileceğini gösterir. Kuantum mekaniği, küçük ölçekteki sistemler için geçerli olsa da, büyük ölçekteki sistemlerin davranışını açıklamak için yeterli değildir.
Kuantum alan teorisi, kuantum mekaniği ile relativite teorisi arasında bir bağlantı kurmayı amaçlar. Relativite teorisi, büyük ölçekteki sistemlerin davranışını açıklamaya yönelik bir fizik teorisi olup, ışık hızının sabit olduğu ve zamanın ve uzayın eğriliği gibi fenomenleri açıklar. Kuantum alan teorisi, kuantum mekaniğinin relativite teorisi ile uyumlu hale getirilmesine yardımcı olur ve bu sayede büyük ölçekteki sistemlerin davranışını da açıklamaya yönelik bir teori olarak kullanılır.
Kuantum alan teorisi, fizikteki birçok önemli keşiflerin açıklanmasına yardımcı olmuştur. Örneğin, bu teori sayesinde elektromagnetik alanın kuantum mekaniği ile nasıl açıklandığı anlaşılmıştır ve bu sayede elektromagnetik alanın kuantum durumları olarak adlandırılan durumları tanımlanmıştır. Ayrıca, kuantum alan teorisi sayesinde kütlesiz parçacıkların varlığı ve özellikleri açıklanmıştır ve bu parçacıkların yaratıcı ve yok edici etkileri tanımlanmıştır.