Vật lý hiện đại công nhận bốn loại tương tác cơ bản giữa các hạt: lực mạnh, lực yếu, lực điện từ và lực hấp dẫn. Mỗi lực tác động theo một cách riêng biệt theo khoảng cách và tất cả đều hoạt động ở các giá trị năng lượng khác nhau .
Lực mạnh là tác dụng dư của lực màu do các hạt mang lại được gọi là gluon. Proton được tạo ra từ các hạt nhỏ hơn gọi là quark, có chất lượng được gọi là màu sắc. Các hạt quark với các màu sắc khác nhau được liên kết với nhau bằng các gluon, với hiệu ứng phụ là các proton dính vào nhau bất chấp các điện tích dương đẩy nhau của chúng.
Lực mạnh do đó đủ mạnh để thắng lực đẩy điện từ trong khoảng cách tương đương với đường kính của hạt nhân nguyên tử. Lực yếu bằng khoảng 10 ^ -16 cường độ của lực mạnh và có tác dụng biến đổi loại quark này thành loại quark khác. Nó chi phối sự phát ra bức xạ từ một nguyên tử đang phân hủy, và nó chịu trách nhiệm hình thành các hạt nhân nguyên tử nặng. Lực yếu được thực hiện bởi một loại hạt gọi là boson và hoạt động trên phạm vi 0,1% đường kính của một proton.
Điện từ học quen thuộc với hầu hết mọi người, nếu chỉ vì nó hoạt động trong phạm vi vô hạn có khả năng xảy ra và được mang bởi các photon. Lực hấp dẫn, cho đến nay, là lực yếu nhất, nhưng nó cũng hoạt động trong khoảng cách vô hạn và luôn luôn hấp dẫn, vì vậy tác dụng của nó kết hợp với khối lượng và độ gần. Lực hấp dẫn là lực chính định hình các hệ thống lớn, chẳng hạn như các thiên hà.
