力線的思想，經過20 多年的思考、醞釀．法拉第於1851年在《關於磁力的物理線》中提出：“過去我曾將磁棒周圍某些磁力線予以敘述和說明，並建議用這種線來準確表示磁棒內、 外任何區域磁力的本性、情況、方向和數量”，“在磁體內外，物理力線確實存在．它們以曲線形式或直線形式存在著”，“電力……是沿著壹條曲線而起到作用的……物理的電力線是存在的”．說到電磁感應，他指出：“無論導線是垂直地還是傾斜地跨過力線，也無論它是沿某壹方向或沿另壹方向，它都把它所跨過的力線 所表示的力匯總起來”，“形成電流的力正比於切割的力線數”．在《電學實驗研究》中，他曾概述地提出“力線”的根據是：（1）數學家證實這種力線的大小方向正確；（2）很多事例證明運用力線成功；（3）能概括磁體、電源的動態與靜態；（4）歐拉的證明；（5）牛頓概念的困難；（6）光的微粒論與波動論之間的鬥爭及實驗事例．
對物質抗磁性的發現，使法拉第意識到磁力線並不為物質所固有，而屬於空間，物質並不能產生磁力線，但卻可以改變磁力線的分布．到了1855 年，他在《論磁哲學的壹些觀點》壹文中提出判別磁力線實體的四項標準：物質可以改變磁力線的分布；力線的存在與物體無關；具有傳遞力的能力；在時間中傳播．由此可以看出，他的力線思想正在逐漸上升為場的思想．法拉第把人們的註意力由電荷、磁體以及它們之間的相互作用引向空間，描寫物理現象最重要的不是帶 電體，也不是粒子，而是帶電體之間與粒子之間的空間中的場．他為我們描繪了這樣壹幅電磁作用圖景：在帶電體、磁體、電流周圍的空間中，充滿著壹種介質，可以傳遞電、磁作用，這就是電場、磁場，而電磁場最直觀的描述就是力線．對此，愛因斯坦給以高度評價：“法拉第的壹些觀念……它們的偉大和大膽是難以估量 的……借助於這些新的場概念，法拉第就成功地對他和他的先輩所發現的全部電磁現象，形成了壹個定性的概念．”
麥克斯韋在研讀法拉第著作時，為法拉第只用很少幾個簡潔的觀點，就闡述了電磁學錯綜復雜的內容所吸引．他決定為法拉第的場概念提供數學基礎，從而選準力線為主攻方向．1855～1856 年，他提出了第壹篇電磁學論文《論法拉第力線》。在這篇文章中，他將力線與不可壓縮流體的流線相類比，而這種類比是幾何的類比，即“是關系之間的相似性， 而不是有關事物之間的相似性”．如把正、負電荷比作流體的源和壑，電力線比作流管，電場強度比作流速，並引入了壹個新的矢量函數描述電磁場．這是麥克斯韋用數學工具表達法拉第學說的開端．1861～1862年的《論物理力線》壹文中的思想已超過法拉第．他嘗試以壹種充滿空間的介質來說明法拉第力線的應力性質，從而建立起能夠說明電磁作用的力學模型．這壹努力取得了豐碩的成果，不僅對各種電磁現象的聯系，提供了統壹的解釋，而且挖掘出更深入的內在本質，即在 該文中提出了“位移電流”和“電磁波”新概念．這是麥克斯韋為建立電磁場理論而邁出的關鍵性的壹步，從而實現了重大突破．1865年發表的《電磁場的動力學理論》，則在實驗事實及動力學基礎上構築了壹座全新的電磁學理論大廈．他說：“我所提出的理論可以稱為電磁場理論，因為它涉及電體或磁體鄰近的空間”， 而電磁場則是指“包括和環繞那處於電或磁情況的物體的那壹部分空間”．在這篇論文中，他列出了含有20個變量的20個方程，包含了全部已知的電磁學內容． 從法拉第到麥克斯韋，場的概念經過壹番奮鬥終於在物理學中取得了它的地位．麥克斯韋在自己的理論中提出能量定域在電磁場中，從而賦予場以最為重要的實在性 ——能量．1899年俄國物理學家列別捷夫（П．H．ЛeбeдeB，1866—1912）證明了電磁場理論所預言的光壓的存在，這表明電磁場也具有動 量．W．湯姆孫曾說過：“我與麥克斯韋爭論了壹輩子，不承認他的光壓，而在這裏……列別捷夫迫使我在他的實驗面前認輸了”．再聯系湯姆孫提出的電磁質量的 概念，那麽場的物質性的重要屬性——質量、動量、能量業已齊備．“在壹個現代的物理學家看來，電磁場正和他所坐的椅子壹樣地實在．”
麥克斯韋電磁場理論從超距作用過渡到以場為基本變量，是科學認識的壹個革命性變革，因為電磁場可以獨立於物質源而以波動形式存在，靜電的相互作用就不可再解釋為超距作用了．引力也是如此．因此牛頓的超距作用就退讓給了以有限速度傳播著的場了．
電磁場波動方程證明電磁波是壹種橫波，它的傳播速度是僅僅根據電磁學測量就能確定下來的恒量，這個數值又與真空中的光速十分接近．麥克斯韋大膽斷言： “光本身是壹種電磁幹擾，它是波的形式，並按照電磁定律通過電磁場傳播．”這樣電磁場理論就把電、磁、光學規律統壹起來，完成了人類認識史上又壹次“大綜合”．電磁場理論又為狹義相對論提供了雛型．可以毫不誇張地說，它是物理學發展史上的壹座裏程碑．但它的思想太不平常了，只能逐漸地被物理學家們接受，壹直到赫茲成功地實現電磁波——脫離了源而獨立存在的電磁場以後，對電磁場理論的抵抗才被完全摧垮．難怪愛因斯坦贊揚說：“法拉第和麥克斯韋的電磁場理 論……是牛頓時代以來物理學的基礎所經歷的最深刻的變化．”