הפיזיקה המודרנית מונה ארבעה כוחות יסוד: כוח הכבידה, הכוח האלקטרו-מגנטי, הכוח הגרעיני החזק והכוח הגרעיני החלש. עוצמתם והתנהגותם היא מאוד מגוונת, כפי שניתן לראות בטבלה שלהלן. אף על פי כן, כיום, רבים סבורים כי חלק מהכוחות האלו הם למעשה צורת התגלמות שונה של כוח אחד בסיסי יותר. כך לדוגמה, בעבר, הכוח החשמלי והכוח המגנטי נחשבו לכוחות נפרדים, וכעת נתפסים כשני היבטים של כוח יחיד – הכוח האלקטרומגנטי. כיום, התגלה כי הכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החלש, הם למעשה שני היבטים של הכוח האלקטרו-חלש. כוחות אלו "מתאחדים" רק בתגובות אנרגטיות יותר (הנוצרות למשל במאיצי-חלקיקים), ובאנרגיה נמוכה – נדמים ככוחות נפרדים. תאוריה בשם התאוריה המאוחדת הגדולה מנסה לאחד את הכוח האלקטרו-חלש עם הכוח הגרעיני החזק, אולם היא עדיין אינה עומדת במבחן הניסוי. ובאשר לכוח הכבידה, הניסיון לאחד אותו עם שלושת הכוחות האחרים מציב עד עתה אתגרים רבים. התורה אשר תאחד את כוח הכבידה עם כוחות קוואנטום עדיין לא פותחה, אולם היא מכונה תורת כבידה קוונטית.

לא ניתן לתאר את אופן הפעולה של כוחות היסוד באותם מונחים המשמשים את הפיזיקה הקלאסית של אייזק ניוטון (ומסיבה זו, לרוב מכנים אותם תגובות יסוד ולא כוחות יסוד). התפיסה המודרנית של מכניקת קוואנטום גורסת כי שלושת כוחות היסוד (מלבד כבידה), פועלים בצורה הבאה: חלקיקי חומר (פרמיונים) לא מגיבים אחד עם השני ישירות. הם נושאים מטען כלשהו (כגון מטען חשמלי), ומחליפים ביניהם חלקיקים וירטואלים (הנקראים בוזוני כיול או בוזוני כוח), אשר למעשה נושאים את הכוח בין החלקים. במילים אחרות, חלקיקים אלמנטריים מפעילים כוחות אחד על השני באמצעות בוזוני כיול אשר הם מעבירים ביניהם. כך למשל, פוטונים הם החלקיקים אשר נושאים את הכוח בין חלקיקים הטעונים במטען חשמלי, וגורמים להם להימשך או להידחות אחד מן השני.