“什么是光？”这个已经被人类提问了几个世纪的问题，直到电学和磁学出现并形成统一的电磁学，才有了答案——它首先是一种电磁波（而量子力学把它定义为既是波又是粒子）。电磁学理论的精华是麦克斯韦方程，电磁波的运动和变化服从麦克斯韦方程。下面是真空中的麦克斯韦方程组：
E dS (1)
BdS (2)
Edl (3)
Bdl (4)
方程（1）是关于电场的高斯定律，它描述了电场强度和电荷之间的关系：通过真空中的静电场内任意封闭曲面S的电通量，等于该曲面所包围的电荷q（正负电荷的代数和）与真空介电常数之比。
方程（2）是关于磁场的高斯定理：通过任何磁场中任何封闭曲面的磁通量总是等于零。和电场的高斯定律相比，它表明自然界中没有与电荷相对应的磁荷，说明自然界中不存在磁单极子。
方程（3）是法拉第电磁感应定律，说明变化的磁场和电场之间的关系：电路中感应电动势的大小和通过这一电路的磁通量的变化率成正比。式中的负号表示产生感应电动势的感应电流在回路中产生的磁场总是阻止引起感应电动势的磁通量的变化。
方程（4）是安培环路定理，说明磁场和电流（传导 位移）以及变化电场之间的关系：在恒定电流的磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径L的线积分等于L所包围的电流强度的代数和的倍（为磁导率）。
通过对方程（3）和（4）的分析，可以进一步地知道，变化的磁场可以产生电场或者变化的磁场是电场的场源；变化的电场可以产生磁场或者变化的电场是磁场的场源。于是变化的电场E和磁场B能够互相感应和转化，生成连续的向空间传播的电磁波。
麦克斯韦
,
