基本相互作用為物質間最基本的相互作用，通常稱為“自然界四力”或“宇宙基本力”。四種基本作用力及大小如下：
（1）引力又稱重力，是四個基本相互作用中最弱的，但是同時又是作用範圍最大的（不會如電磁力一般相互抵銷）。但當距離增大，引力相互作用的影響力就會遞減，假設兩物件的相互距離為r，其作用力則可以1/r2的計算式推論出來。不像其他的相互作用，引力可以廣泛地作用於所有的物質。
由於作用範圍極大，引力可以解釋一些大範圍的天文現象，比如：銀河系、黑洞和宇宙膨脹；以及基本天文現象，例如行星的公轉；還有一些生活常識，例如物體下落、很重的物體好像被固定在地上、人不能跳得太高等。
萬有引力是第一種被數學理論描述的相互作用。在古代，亞里士多德建立了具有不同質量的物體是以不同的速度下落的理論。到了科學革命時期，伽利略用試驗推翻了這個理論－如果忽略空氣阻力，那麼所有的物體都會以相同的速度落向地面。
艾薩克·牛頓發現地心引力，進而引伸出萬有引力定律 (1687年) ，是一個用來描述通常引力行為非常好的近例。
在1915年, 阿爾伯特·愛因斯坦完成了廣義相對論，將引力用另一種方式描述，即時空幾何，並指出引力是空間與時間彎曲的一種影響。
（2）電磁力：世上大部分物質都具有電磁力，而磁與電是電磁力其中的一種表現模式。例如電荷異性相吸、同性相斥的特性是其中之一。電磁力和引力一樣，其作用影響範圍是無限大的。
當進入到原子的尺度時 (0.1nm)，會發現所有的物質都是由不同的原子構成的，而原子是由不同的原子核與電子構成的，帶負電的電子與帶正電的原子核（由質子與中子構成）經由電磁作用緊密地結合在一起。
但在原子的尺度時，我們必須用量子化的電磁場來描述，這種描述法，就是把兩粒子之間的作用看成是在交換光子。
其實光就是一種電磁波，量子化的電磁作用也就是光電作用。這樣的描述在1950年代就已發展得相當完善了，稱作量子電動力學（quantum electrodynamics, QED）。
而且近年來研究發現，在某些狀況下，電磁力和弱核作用力可以統一，這個發現使得人類距離大統一理論更進一步。
（3）強相互作用力又稱為強核力，所有存在宇宙中的物質都是由原子構成，原子由電子和原子核組成，而原子核是由中子和質子組成。電子帶負電荷，中子不帶電荷，而質子則帶正電荷。這需要牽引力把它們結合在一起，而強相互作用力就是這種“牽引力”
基本相互作用為物質間最基本的相互作用，通常稱為“自然界四力”或“宇宙基本力”。四種基本作用力及大小如下：
（1）引力又稱重力，是四個基本相互作用中最弱的，但是同時又是作用範圍最大的（不會如電磁力一般相互抵銷）。但當距離增大，引力相互作用的影響力就會遞減，假設兩物件的相互距離為r，其作用力則可以1/r2的計算式推論出來。不像其他的相互作用，引力可以廣泛地作用於所有的物質。
由於作用範圍極大，引力可以解釋一些大範圍的天文現象，比如：銀河系、黑洞和宇宙膨脹；以及基本天文現象，例如行星的公轉；還有一些生活常識，例如物體下落、很重的物體好像被固定在地上、人不能跳得太高等。
萬有引力是第一種被數學理論描述的相互作用。在古代，亞里士多德建立了具有不同質量的物體是以不同的速度下落的理論。到了科學革命時期，伽利略用試驗推翻了這個理論－如果忽略空氣阻力，那麼所有的物體都會以相同的速度落向地面。
艾薩克·牛頓發現地心引力，進而引伸出萬有引力定律 (1687年) ，是一個用來描述通常引力行為非常好的近例。
在1915年, 阿爾伯特·愛因斯坦完成了廣義相對論，將引力用另一種方式描述，即時空幾何，並指出引力是空間與時間彎曲的一種影響。
（2）電磁力：世上大部分物質都具有電磁力，而磁與電是電磁力其中的一種表現模式。例如電荷異性相吸、同性相斥的特性是其中之一。電磁力和引力一樣，其作用影響範圍是無限大的。
當進入到原子的尺度時 (0.1nm)，會發現所有的物質都是由不同的原子構成的，而原子是由不同的原子核與電子構成的，帶負電的電子與帶正電的原子核（由質子與中子構成）經由電磁作用緊密地結合在一起。
但在原子的尺度時，我們必須用量子化的電磁場來描述，這種描述法，就是把兩粒子之間的作用看成是在交換光子。
其實光就是一種電磁波，量子化的電磁作用也就是光電作用。這樣的描述在1950年代就已發展得相當完善了，稱作量子電動力學（quantum electrodynamics, QED）。
而且近年來研究發現，在某些狀況下，電磁力和弱核作用力可以統一，這個發現使得人類距離大統一理論更進一步。
（3）強相互作用力又稱為強核力，所有存在宇宙中的物質都是由原子構成，原子由電子和原子核組成，而原子核是由中子和質子組成。電子帶負電荷，中子不帶電荷，而質子則帶正電荷。這需要牽引力把它們結合在一起，而強相互作用力就是這種“牽引力”