然而，并不是所有的場和相互作用都可以用量子場論簡單地描述。一些場具有特殊的屬性，使得它們比其他場更復(fù)雜。例如，某些場在某些變換下是不變的，這些變換只改變了它們的方向或相位，而不影響它們的物理行為。這些變換叫做規(guī)范變換，服從這些變換的場叫做規(guī)范場。

規(guī)范場對量子場論提出了挑戰(zhàn)，因為它們在物理現(xiàn)象的描述中引入了非物理規(guī)范自由度。例如，規(guī)范場的兩種不同配置可以對粒子產(chǎn)生完全相同的可觀察效應(yīng)，但它們無法通過任何測量加以區(qū)分。這意味著在空間和時間的每個點上都沒有唯一的方法來定義規(guī)范場。為了解決這個問題，物理學(xué)家設(shè)計了一種叫作規(guī)范固定的技術(shù)，它為一個規(guī)范場選擇一個特定規(guī)范條件，以消除非獨立的量。

楊-米爾斯理論的意義是，它提供了一個統(tǒng)一的框架來描述所有基本粒子之間的相互作用。它指出，每種相互作用都對應(yīng)于一個規(guī)范群，并且有一種或多種規(guī)范玻色子來傳遞這種相互作用。例如，電磁相互作用對應(yīng)于U(1)群，并且有光子來傳遞；強相互作用對應(yīng)于SU(3)群，并且有8種膠子來傳遞；弱相互作用對應(yīng)于SU(2)群，并且有3種玻色子來傳遞，分別是W 、W-和Z玻色子。