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  根據量子場論,一個包含作用粒子的基態(或真空態)不單純只是個空無一物的空間, 它包含了存活時間很短虛正反粒子對,從真空中產生並彼此湮滅。  部分正反粒子對帶有電荷,例如正負電子對。 這類的粒子對會形成電偶極矩。在電磁場的作用下粒子對會產生位移,並且反過來影響電磁場。 (部分的遮蔽效應或介電質效應) 因此場的作用會比原先預期的來得小。 而這個虛粒子對轉向的過程就是真空極化。  正反費米子對的一圈圖對於真空極化的貢獻表示成下圖:

  真空極化在數學上量化成真空極化張量 formula_1 來描述介電質效應,其中 formula_1 是光子四動量 formula_3 的函式。 因此,真空極化與傳遞的動量有關。 換句話說,電容率的大小與尺度是相關的。 以電磁作用而言,我們可將精細結構常數表示成一個動量相關的有效值。 在第一階修正,我們得到:  式子中 formula_5 下標formula_6表示一階-formula_7修正。 由於沃德等式(Ward identity),張量 formula_1 的組成被固定。
在量子場論裡,尤其是量子電動力學,真空極化是一個在背景電磁場中產生電子-正子虛粒子對的過程。產生的虛粒子對會改變原本電荷和電流的分佈。有時這被視作規範玻色子(光子)的自身能量(self energy)。