A livello microscopico tutti i fenomeni osservati in natura possono essere ricondotti all'azione di quattro interazioni fondamentali: elettromagnetica, nucleare forte, nucleare debole e gravitazionale. È utile precisare che nell'ambito della meccanica quantistica è più corretto parlare di "interazione" piuttosto che di "forza". L'interazione può essere condiderata come una generalizzazione quantistica del concetto classico di forza: attraverso un'unica formulazione matematica è possibile descrivere sia fenomeni classici, come l'attrazione-repulsione di paricelle cariche, che fenomeni prettamente quantistici, come i decadimenti nucleari.

A ciascuna delle interazioni è associata una costante fondamentale, non fissata a priori dalla teoria, che ne determina l'intensità. Queste costanti sono determinate dal confronto teoria-esperimento in processi diversi. Per le prime tre interazioni (elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole) le misure che permettono la determinazione più precisa delle relative costanti di accoppiamento riguardano fenomeni quantistici, come il decadimento del mesone μ o la magnetizzazione intrinseca dell'elettrone. Solo nel caso della gravità la costante di accoppiamento (la costante di gravitazione universale di Newton) è determinata a livello macroscopico dall'intensità della forza.

Un fenomeno quantistico molto importante, che riguarda le prime tre interazioni, è il variare della costante di accoppiamento al variare dell'energia del processo in cui l'interazione si manifesta. Questa variazione, che sembra complicare molto la situazione, è tuttavia completamente determinata a livello teorico dalle proprietà dell'interazione e dal numero di specie indipendenti di particelle esistenti.

Per questo motivo ha ancora senso parlare di un'unica costante di accoppiamento per ogni interazione: una volta fissato il valore della costante a una data energia, l'intensità dell'interazione è nota a qualsiasi energia.

Il fenomeno della variazioni delle costanti di accoppiamento con il variare dell'energia è stato verificato in modo molto accurato a livello sperimentale per le interazioni elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole. Grazie a questo meccanismo le tre interazioni, che sono apparentemente molto diverse tra loro a basse energie, assumono un'intensità molto simile alle energie raggiunte nei grandi acceleratori di particelle.

Ciò sembra suggerire che possa esistere un'unica interazione elettromagnetica-nucleare (e dunque un'unica costante fondamentale), la quale si manifesta in tre modi differenti a basse energie. Tuttavia, la conoscenza delle particelle elementari non è ancora tale da confermare tale ipotesi.

La situazione è molto diversa per la gravità: sebbene sia la forza dominante nell'Universo, l'interazione gravitazionale è completamente trascurabile a livello macroscopico. Alle energie dei grandi acceleratori è circa 20 ordini di grandezza inferiore alle interazioni elettromagnetiche e nucleari. Ciò rende impossibile osservare eventuali effetti quantistici (come una possibile variazione della costante di accoppiamento) nel caso delle interazioni gravitazionali. Un'indicazione della differente natura di questa interazione (rispetto alle altre tre) è in parte nascosta anche nelle unità di misura della sua costante di accoppiamento.

Per le prime tre interazioni è possibile definire le costanti di accoppiamento come numeri puri (in unità di (h/2π) · c, dove h è la costante di Planck e c è la velocità della luce); nelle stesse unità, la costante di accoppiamento gravitazionale ha le dimensioni di una lunghezza al quadrato. Ciò potrebbe indicare che all'interno della costante di Netwon è celata l'esistenza di una scala di lunghezza fondamentale.