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20世纪初期，场论发生了一次观念革命，它源于爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论。狭义相对论断言，自然界根本没有传导电磁场的所谓媒质：电磁场自身就是媒质。所谓“真空”，指的是场在某一时空区域的特定状态，它既没有电磁辐射，也没有物质粒子。这就解决了1887年的迈克耳孙—莫雷（Michelson-Morley）实验所导致的疑难：这个实验试图寻找假想中的媒质“以太”，但是没有成功。今天，大多数物理学家倾向于认为爱因斯坦建立狭义相对论的原始动机并不是解释迈克耳孙—莫雷实验，而是要理解“同时性”这个概念的物理意义。
在1930到1932年间，由于正电子的发现，人们对真空的观念需要再次发生重大改变。根据保罗·狄拉克（Paul Dirac）的理论，真空是一个充满“负能量电子”的无限海洋。这是场论中的又一次观念革命，其高潮是量子电动力学（QED）的建立。20世纪30年代里，QED在低阶计算中很成功，然而，在高阶计算中，“无穷大”的问题总是纠缠不休。
1947—1950年间，由于一系列光辉夺目的实验和理论突破，QED取得了定量上的成功。在理论方面这有赖于一种计算高阶修正的方法——重整化（renormalization）。这类计算给出的最新的电子反常磁矩数值（
a
=（
g
—2）/2 ）和实验的符合程度十分惊人
：误差仅在十亿分之一量级（参见Gerald Gabrielse，
Physics Today
，2013年12月刊，第64页）。
一方面，由于重整化程序在QED中的极大成功；另一方面，由于实验上更多新粒子被发现，人们试图推广场论，以便用于描述所有这些新粒子间的相互作用。标量介子场的矢量形式的相互作用，赝标量介子场的赝标量形式的相互作用，诸如此类的模型，以及其他奇特而难懂的理论在文献书籍中频繁出现。然而，这些努力并没有为理解自然界的相互作用带来根本的进展。另外一些人热心于寻找场论的替代理论，但同样没有取得真正的突破。