素粒子の相互作用の記述に際し、ゲージ変換に対して作用が不変であるという要請を取り入れた理論のことをゲージ理論と呼ぶ。変換群が群のとき、可換ゲージ理論と呼び、これは電磁相互作用がこれに相当する。一方, 変換群が非可換群のときは非可換ゲージ理論と呼び、これはヤン（C.N. Yang）とミルズ（R. Mills）により提唱された。今日では、4つの相互作用すべて（電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用、重力相互作用）がゲージ理論であることが知られている。ワインバーグ-サラム理論も参照。