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量子場理論では、力伝達粒子は、他の粒子間に力を生み出す粒子の一種です。これらは、特定の種類の物理場の量子として機能します。[ 1 ] [ 2 ]力伝達粒子は、メッセンジャー粒子、中間粒子、または交換粒子としても知られています。[ 3 ]
量子場理論は、自然を場の観点から記述します。各場は、特定の種類の粒子の集合として補完的な記述を持ちます。2 つの粒子間の力は、一方の粒子によって生成された力場が他方の粒子に作用するものとして、または仮想的な力伝達粒子が粒子間で交換されるものとして記述できます。[ 4 ]
場における波のエネルギー（例えば、電磁場における電磁波）は量子化されており、場の量子励起は粒子として解釈できる。標準模型には、それぞれ特定の力場の励起である以下の力伝達粒子が含まれている。
さらに、中間子などの複合粒子や準粒子は、有効場の励起として記述することができる。
重力は標準模型の一部ではありませんが、重力波の励起である重力子と呼ばれる粒子が存在する可能性があると考えられています。この粒子の地位は、理論が不完全であることと、単一の重力子の相互作用が弱すぎて検出できない可能性があるため、まだ暫定的なものです。 [ 5 ]
ある粒子が別の粒子に衝突して軌道が変化する過程を考えるには、2つの方法があります。場の観点では、一方の粒子によって生成された場が他方の粒子に力を及ぼすと考えることができます。あるいは、一方の粒子が仮想粒子を放出し、それが他方の粒子に吸収されると考えることもできます。この仮想粒子は、一方の粒子から他方の粒子へ運動量を伝達します。この粒子の観点は、計算に多数の複雑な量子補正が含まれる場合に特に役立ちます。なぜなら、これらの補正は、追加の仮想粒子を含むファインマン図として視覚化できるからです。
仮想粒子が関わるもう一つの例はベータ崩壊で、核子から仮想Wボソンが放出され、その後e ±と（反）ニュートリノに崩壊する。
仮想粒子を用いて力を記述する方法は、その根拠となる摂動論の適用範囲によって制限される。低エネルギーQCDや束縛状態の記述など、特定の状況では摂動論は破綻する。
メッセンジャー粒子の概念は、18世紀にフランスの物理学者シャルル・クーロンが、帯電した物体間の静電気力がニュートンの万有引力の法則に似た法則に従うことを示したことに遡ります。やがて、この関係はクーロンの法則として知られるようになりました。1862年までに、ヘルマン・フォン・ヘルムホルツは光線を「あらゆるメッセンジャーの中で最も速いもの」と表現しました。1905年、アルベルト・アインシュタインは「光量子とは何か？」という問いに答える形で、光粒子の存在を提唱しました。
1923年、セントルイスのワシントン大学で、アーサー・ホリー・コンプトンは現在コンプトン散乱として知られる効果を実証した。この効果は、光が粒子の流れとして振る舞う場合にのみ説明可能であり、物理学界にアインシュタインの光粒子の存在を確信させた。最後に、量子力学の理論が発表される1年前の1926年に、ギルバート・N・ルイスは「光子」という用語を導入し、これが後にアインシュタインの光粒子の名前となった。[ 6 ]そこから、メッセンジャー粒子の概念はさらに発展し、特に質量のある力の伝達粒子（例えば、湯川ポテンシャル）へと発展した。