모든 장(場)의 존재의 필연성과 그들 사이의 상호작용을 통일적 관점에서 연역하려는 시도. 현대의 물리학에서는 물질 및 물질 사이의 상호작용을 지배하는 실체를 동질(同質)의 것으로 보고, 함께 소립자(素粒子)로 받아들인다.

좁은 뜻의 통일장이론은 일반상대성이론이 성공한 직후에 물리법칙의 기하학화(幾何學化) 과정중에 나타난 전자기력(電磁氣力)과 중력을 통일하려고 한 1920~30년대의 시도를 가리킨다.

1915년 A. 아인슈타인에 의해 제창된 일반상대성이론은 중력(重力)의 기하학이론이었는데, 그후 H. 베일(1918)과 T. 칼루차(1921)가 중력과 마찬가지로 전자기학을 기하학이론으로 기술해 일반상대성이론을 확장하려고 했다.

이것은 리만기하학의 확장과 4차원공간의 보다 다차원공간으로의 확장 등에 의해 시도되었다.

아인슈타인도 이 이론의 추구에 몰두했으나 성공하지 못했다.

30년대부터 급속히 발전한 원자핵과 소립자 현상의 연구는, 중력과 전자기력이라는 고전적인 힘 이외에 소립자와 같은 미시적(微視的)인 크기에서만 작용하는 약한 상호작용과 강한 상호작용을 새로운 힘으로 인식, 자연계에는 4가지 힘이 존재함을 발견했다.

약한 상호작용은 원자핵의 R붕괴에 의해, 강한 상호작용은 핵력의 중간자론(유카와 히데키)에 의해 발견되었다.

70년대에는 양성자(陽性子)와 중성자(中性子)를 구성하는 쿼크 사이의 힘은 전자기학과 비슷한 게이지장에 의해 매개되는 상호작용임을 알게 되었다.

중력이나 전자기력은 게이지 이론의 일종이므로, 4개의 상호작용을 모두 게이지 이론으로 기술, 이들 4개의 게이지장을 통일적인 원리에서 끌어낼 수 있는 통일이론이 과제가 되었다.

67년 S. 와인버그와 A. 살람은 S. L. 글래쇼의 생각을 발전시켜 전자기력과 약한 상호작용을 통일시키는 게이지 이론을 제안했고, 이것은 실험에 의해 검증되었다.

이어, 이 2개와 강한 상호작용을 통일하는 대통일이론이 시도되었다.

이 이론에서는 양성자의 붕괴가 가능한데, 그 실험이 시도되고 있다.

게이지 이론은 물리법칙이 갖는 대칭성(對稱性)이 시간·공간의 각 점에서 독립하여 성립하는 데서 유래하는 게이지장이 필연적으로 존재한다는 것을 바탕으로 하며, 본래 존재하는 대칭성이 깨어지는 것과 관련해 몇 개의 힘으로 분화한다는 것이다.

이 대칭성의 파괴는 우주 초기에 일어나, 지금과 같은 4가지 힘의 기원이 되었다고 생각한다.

이와 같이 오늘의 통일장 이론은 우주론과 밀접하게 관련되어 있으며, 모든 물질의 존재의 필연성을 보손(boson)과 페르미온(fermion) 사이의 초(超)대칭성에서 유도하려는 시도도 있다.

또한 초뉴(超紐 ; superstring)이론과 같이 다차원 공간이 내부공간과 4차원 시공(時空)으로 분리되었을 것이라는 연구도 있다.