Einšteino specialiosios reliatyvumo teorija magnetizmą apibūdina kaip elektrinės jėgos šalutinį produktą. Taigi šios dvi jėgos gali būti laikomos skirtingais fundamentalesnės jėgos, kurią fizikai vadina elektromagnetizmu, aspektais. Elektromagnetinė teorija aprašo tarpusavyje susijusių mokslinių teiginių rinkinį, naudojamą atsakant į klausimus apie šią jėgą.
Fizikai laukus naudoja kaip abstrakcijas, kad apibūdintų, kaip sistema veikia aplinką. Įkrauto objekto elektrinis laukas parodo jėgą, kurią jis veiktų įkrautą dalelę. Laukas stipresnis arčiau objekto, nes elektrostatinė jėga mažėja didėjant atstumui tarp dviejų krūvių. Magnetiniai laukai apibrėžiami panašiai, išskyrus tai, kad jie apibūdina judančią įkrautą dalelę veikiančią jėgą.
Pagrindinės elektromagnetinės teorijos idėjos yra „kintantis elektrinis laukas sukuria magnetinį lauką“ ir „kintantis magnetinis laukas sukuria elektrinį lauką“. Šie principai yra kiekybiškai įvertinti Maksvelo lygtimis, pavadintomis Jameso Clerko Maxwello, škotų fiziko ir matematiko, kurio darbai XIX amžiuje sukūrė discipliną, perversdami fizikų suvokimą apie šviesą, vardu. Maksvelo lygtys taip pat įvedė anksčiau žinomus ryšius – Kulono dėsnį ir Bioto-Savarto dėsnį – į laukų kalbą.
Įkrauta dalelė judėdama sukuria magnetinį lauką, tačiau magnetinis laukas yra statmenas dalelės judėjimui. Be to, šio magnetinio lauko poveikis antrajam judančiam krūviui yra statmenas tiek laukui, tiek antrojo krūvio judėjimui. Dėl šių dviejų faktų net pagrindinės elektromagnetizmo problemos reikalauja sudėtingo trimačio samprotavimo. Istoriškai vektorių raida matematikoje ir moksle didžiąją dalį savo pažangos lėmė fizikų, bandančių abstrahuoti ir supaprastinti elektromagnetinės teorijos naudojimą, darbui.
XIX amžiuje elektromagnetinė teorija pakeitė fizikų supratimą apie šviesą. Niutonas apibūdino šviesą kaip daleles, vadinamas korpuskulėmis, tačiau Maxwellas teigė, kad tai buvo elektrinių ir magnetinių laukų, stumiančių vienas kitą erdvėje, apraiška. Remiantis šia koncepcija, matoma šviesa, rentgeno spinduliai, radaras ir daugelis kitų reiškinių iš esmės yra panašūs, kiekvienas iš jų yra elektrinių ir magnetinių laukų derinys, kintantis skirtingu dažniu. Mokslininkai visų tokių bangų kontinuumą vadina elektromagnetiniu spektru.
Elektromagnetinės teorijos sėkmė lėmė likusios Niutono fizikos žlugimą XX amžiuje. Einšteinas suprato, kad Maksvelo teorija reikalauja erdvės ir laiko tarpusavyje priklausomoms, skirtingoms keturių dimensijų erdvės-laiko koordinatėms. Be to, Einšteino reliatyvumo teorija parodė, kad erdvė buvo išlenkta, o vieno stebėtojo matuojamas laikas skyrėsi nuo kito. Visi šie atradimai buvo visiškai nesuderinami su Niutono judėjimo teorija. Taigi elektromagnetizmo tyrimas tiesiogiai ar netiesiogiai pakeitė tai, kaip fizikai supranta elektrą, magnetizmą, šviesą, erdvę, laiką ir gravitaciją.