Mittateoria, kvanttikenttäteorian luokka, matemaattinen teoria, joka sisältää sekä kvanttimekaniikan että Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian ja jota käytetään yleisesti subatomisten hiukkasten ja niihin liittyvien aaltokenttien kuvaamiseen. Mittateoriassa on joukko kenttämuuttujien muunnoksia (mittamuunnokset), jotka jättävät kvanttikentän perusfysiikan ennalleen. Tämä ehto, jota kutsutaan mittainvarianssiksi, antaa teorialle tietynlaisen symmetrian, joka ohjaa sen yhtälöitä. Lyhyesti sanottuna tietyn mittapainoteorian mittapainomuunnosten ryhmän rakenne aiheuttaa yleisiä rajoituksia sille, miten kyseisen teorian kuvaama kenttä voi olla vuorovaikutuksessa muiden kenttien ja alkeishiukkasten kanssa.
Klassinen sähkömagneettisen kentän teoria, jonka brittiläinen fyysikko James Clerk Maxwell esitti vuonna 1864, on ulottumateorioiden prototyyppi, vaikka ulottumamuunnoksen käsite kehitettiin täysin vasta 1900-luvun alussa saksalaisen matemaatikon Hermann Weylin toimesta. Maxwellin teoriassa peruskenttämuuttujat ovat sähkö- ja magneettikenttien voimakkuudet, joita voidaan kuvata apumuuttujilla (esim. skalaari- ja vektoripotentiaalit). Tämän teorian mittamuunnokset koostuvat tietyistä muutoksista näiden potentiaalien arvoissa, jotka eivät johda sähkö- ja magneettikenttien muuttumiseen. Tämä ulottuman invarianssi säilyy nykyaikaisessa sähkömagnetismin teoriassa, jota kutsutaan kvanttisähködynamiikaksi eli QED:ksi. Nykyaikainen työ ulottumateorioiden parissa alkoi amerikkalaisten fyysikoiden Chen Ning Yangin ja Robert L. Millsin (1954) yrityksestä muotoilla vahvan vuorovaikutuksen ulottumateoria. Tämän teorian mittamuunnosten ryhmä käsitteli voimakkaassa vuorovaikutuksessa olevien hiukkasten isospinia (ks. emt.). 1960-luvun lopulla Steven Weinberg, Sheldon Glashow ja Abdus Salam kehittivät ulottumateorian, joka käsittelee sähkömagneettista ja heikkoa vuorovaikutusta yhtenäisellä tavalla. Tämä teoria, jota nykyään kutsutaan yleisesti sähköheikoksi teoriaksi, on ollut huomattavan menestyksekäs ja laajalti hyväksytty. 1970-luvun puolivälissä tehtiin paljon työtä kvanttikromodynamiikan (QCD) kehittämiseksi, joka on kvarkkien välistä vuorovaikutusta käsittelevä mittateoria (ks. kvarkki). Monista teoreettisista syistä mittainvarianssin käsite vaikuttaa perustavanlaatuiselta, ja monet fyysikot uskovat, että perustavanlaatuisten vuorovaikutusten (eli gravitaatiovuorovaikutuksen, sähkömagneettisen vuorovaikutuksen, vahvan vuorovaikutuksen ja heikon vuorovaikutuksen) lopullinen yhdistäminen saavutetaan mittainvarianssiteorian avulla. Katso myös kvanttikenttäteoria.