Θεμέλιοι λίθοι της σύγχρονης φυσικής επιστήμης είναι η κβαντική φυσική και η γενική θεωρία της σχετικότητας. Η κβαντική φυσική έδωσε το έναυσμα για την ανάπτυξη των κβαντικών θεωριών πεδίου, μέσα από τις οποίες διαμορφώθηκε σιγά-σιγά το Καθιερωμένο Πρότυπο, που περιγράφει με μεγάλη ακρίβεια το μικρόκοσμο των στοιχειωδών σωματιδίων.
Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, από την άλλη, ερμηνεύει τη βαρύτητα ως τη στρέβλωση που προκαλεί η παρουσία της ύλης στο χωροχρονικό ιστό και περιγράφει με εξίσου μεγάλη επιτυχία όλα εκείνα τα μακροσκοπικά φαινόμενα που σχετίζονται με τη βαρύτητα, από την πτώση ενός μήλου, τη μετάπτωση του περιηλίου του Ερμή και την καμπύλωση του φωτός ως τη μεγάλης κλίμακας εξέλιξη του σύμπαντος.