杨-米尔斯理论，又称为“非阿贝尔规范场理论”，由物理学家
杨振宁和米尔斯在1954年提出。
20世纪初，韦尔从引力理论受到了启发，寻找一个既能包括引力又能包括电磁相互作用的几何理论。1918年前后，韦尔基于电荷守恒对应的是一种涉及每个点的局域对称性的发现，提出了“规范不变性”。
1954年前后，杨振宁对“规范场理论”展开研究。随后，与R.米尔斯在研究质子和中子性质时，以电磁理论中的规范不变原则为基础，扩大到更大的范围中去，由此提出了规范原理和矢量介子场理论(杨-米尔斯理论)。
樱井于1960年提出了强相互作用的非阿贝尔规范理论。1967年，
美国物理学家温伯格和
巴基斯坦物理学家萨拉姆运用杨-米尔斯理论和希格斯机制，通过实验研究提出了弱相互作用和电磁相互作用统一的规范理论。，特霍夫特和维尔特曼在1971至1972年期间证明了杨-米尔斯理论的可重正化。格罗斯和维尔切克，以及波利策在1973年发现了杨-米尔斯理论具有渐进自由的性质。
杨振宁在1974年发表了规范理论的积分形式，并提出了引力就是一种规范场。1975年，杨振宁和
吴大峻用不可积相位因子给出规范场的整体描述，并将规范理论与纤维丛理论的基本概念相对应。
小林诚与
益川敏英基于电弱理论，提出了3代6种夸克微弱混合模型，用于解释弱相互作用的CP对称性破坏。
杨-米尔斯理论即假设“所有物理过程（不包含电磁场）在同位旋变换下保持不变”，并且为了保持物理系统的定域SU（2）对称性，相应于SU（2）群的每一个生成元，必须引入一个规范场，与此同时使规范场也同步作一定变换，以保证理论的定域规范不变性。
假使物理规律具有某种定域对称性，与之相应，不仅存在某种
守恒定律，还必存在某种相互作用。
同位旋守恒与电荷守恒类似，显示存在一个基本的不变定律。在后者的情况，电荷是电磁场的源；这里的一个重要概念是规范不变性，它紧密相关于(1)电磁场的运动方程，(2)流密度的存在，(3)可能存在的带电的场与电磁场的相互作用。我们尝试将这一规范不变性的概念推广，以运用于同位旋守恒。结果表明，这个推广很自然。与电磁场类似的场是一个矢量场，即使其他场不存在，也满足非线性方程。（与电磁场不同，这个场具有同位旋，是它自己的源）流密度自动存在，这个场与其他任意同位旋的场的相互作用具有确定形式（除了与电动力学中的反常磁矩作用相类似的可能项）。
杨-米尔斯理论理论是20世纪解释
次原子粒子相互作用概念的杰作之一。在过去40年间，该理论深刻地重新塑造了物理学和几何学的发展。它跟
艾萨克·牛顿、
詹姆斯·麦克斯韦和
阿尔伯特·爱因斯坦的学说一样，肯定会对未来几代人产生同样深远的影响。"——"鲍尔奖"评审委员会
“更复杂的群的推广是1954年在杨和米尔斯的一篇重要文章中做出的，他们展示了怎样构造一个强相互作用的SU(2)规范理论 ...... 在很大程度上，我们目前关于基本粒子相互作用的细节性理论可以通过演绎法理解，作为对称原理和对付无穷大的可重正化原理的后果。”——温伯格（1979 年）