Die Theorie beschreibt Phänomene, wie sie von geladenen Punktteilchen, wie Elektronen oder Positronen und von Lichtteilchen (Photonen) gezeigt werden. Sie enthält die klassische Elektrodynamik im Grenzfall großer Felder, erklärt aber auch Quantenphänomene wie die Struktur von Atomen und Molekülen, die Erzeugung von Teilchen durch ein elektromagnetisches Feld und das anormale magnetische Moment des Elektrons (Letzteres mit einer experimentellen Genauigkeit von 11 Stellen).

QED war die erste Quantenfeldtheorie bei der die Schwierigkeiten einer konsistenten quantentheoretischen Beschreibung von Feldern und die Erzeugung und Auslöschung von Teilchen befriedigend gelöst wurden.

Reine QED in vier Dimensionen mit n Teilchen ist die

Quantenfeldtheorie mit der Lagrangedichte

mit D als kovarianter Ableitung

und e als Kopplung.