Kvantinė elektrodinamika (QED) yra kvantinio lauko teorija, paaiškinanti, kaip elektra įkrautos dalelės sąveikauja viena su kita, keisdamosi fotonais (šviesos „kvantais“ arba mažais šviesos paketais). Fotonai, taigi ir sąveika QED, sklinda šviesos greičiu. QED vadinamas matuoklio teorija, kai matematiškai nurodytas matuoklio laukas atspindi elektromagnetinę jėgą. Teorija taip pat paaiškina magnetizmą, nes magnetizmas ir elektra yra dvi tos pačios pagrindinės jėgos – elektromagnetizmo – apraiškos.
QED teorija yra viena iš labiausiai patikrintų teorijų Žemėje, kartais pateikianti tikslius rezultatus dešimties tikslumu, ir buvo pirmoji kvantinio lauko teorija, pavadinta nuoseklia ir išsamia. Nustatyta, kad viena QED prognozė buvo tiksli iki 0038 milijono dalių, ko gero, pati tiksliausia ir tiksliausia fizinė prognozė. Skaičiuoti teisingus sistemų su sąveikaujančiomis dalimis ar didesnėmis elektronų orbitomis elgsenos sprendimus, didėjant komponentų skaičiui, tampa eksponentiškai sunkesnis, o kai kuriems skaičiavimams apskaičiuoti ir patikrinti prireikia dešimtmečių darbo.
Iš keturių gamtos jėgų – elektromagnetizmo, silpnos branduolinės jėgos, stiprios branduolinės jėgos ir gravitacijos – elektromagnetizmą bene lengviausia tiksliai paaiškinti, nors norint jį visiškai paaiškinti, šimtams mokslininkų prireikė dešimtmečių darbo. Teorija buvo sukurta iki pasitenkinimo ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje nepriklausomo Sin-Itiro Tomonagos, Juliano Schwingerio ir Richardo Feynmano darbo dėka. Už pastangas jie gavo 1965 m. Nobelio fizikos premiją.
Jei elektromagnetizmas būtų vienintelė visatoje veikianti gamtos jėga, QED pateiktų išsamų jo tikslios prigimties aprašymą. Tačiau taip nėra, ir toliau ieškoma kvantinio lauko teorijos, kuri apjungia visas keturias jėgas. Be to, QED lygtis yra labai sudėtinga, sunkesnė nei įprastinės kvantinės mechanikos problemos, nes QED yra kvantinės mechanikos apibendrinimas pagal specialųjį reliatyvumą. Vaizdai, labiausiai susiję su QED, yra Richardo Feynmano Feynmano diagramos, kuriose naudojamos tiesios ir vingiuotos linijos, skirtos analizuoti skirtingus būdus, kuriais dalelės keičiasi fotonais, kad galėtų fiziškai sąveikauti.
QED teorija vis dar sukuria matematines begalybes tam tikruose kontekstuose, ir nors daugelis šių problemų buvo išspręstos, jos išlieka tam tikru lygiu. Siekiant išlyginti šiuos teorinius trūkumus, buvo sukurti ad hoc renormalizavimo algoritmai. Šios begalybės rodo, kad QED jokiu būdu nėra galutinė teorija, todėl ateitį galima rasti tikslesnės teorijos, kurioje elektromagnetizmas vertinamas kitų trijų gamtos jėgų kontekste.