Kvantekromodynamik, (af eng. Quantum Chromo Dynamics, QCD, i analogi til Quantum Electro Dynamics, QED, se kvanteelektrodynamik; 2. led af gr. chroma 'farve'), er den fundamentale teori for de stærke vekselvirkninger mellem kvarker og gluoner med deres 'farve'-kvantetal. Teorien minder om, og er en generalisation af, kvanteelektronymik, der beskriver kræfterne mellem elektriske ladninger. I kvantekromodynamik er elektrisk ladning erstattet af 'farve' og de masseløse partikler, der er ansvarlige for kræfterne er gluoner. I modsætning til fotoner, der er ansvarlige for de elektromagnetiske kræfter, vekselvirker gluoner også direkte med hinanden. Kvantekromodynamik er et specielt tilfælde af Yang-Mills teori, der blev indført i en helt anden sammenhæng af C.N. Yang (Nobelpris 1957) og R. Mills, og som også benævnes ikke-Abelsk gauge teori. Teorien blev først foreslået som kandidat til teorien for stærke vekselvirkninger i 1973 af fysikerne H. Fritzsch, H. Leutwyler og M. Gell-Mann (Nobelpris 1969). Det var opdagelsen af såkaldt asymptotisk frihed i 1973 af D. Gross, D. Politzer, og F. Wilczek, der gav den nuværende forståelse af, hvorledes kvantekromodynamik beskriver de stærke vekselvirkninger. For deres opdagelse modtog Gross, Politzer og Wilczek Nobelprisen i fysik i 2004. Asymptotisk frihed betyder, at de stærke vekselvirkninger bliver svagere og svagere når den udvekslede energi øges. Da højere energi ifølge kvantemekanikken svarer til kortere afstande, betyder det, at kvarker og gluoner opfører sig mere og mere som frie partikler, jo tættere de kommer på hinanden. Omvendt vokser kræfterne uden grænser når afstandene forøges, hvilket er grunden til at frie kvarker og gluoner ikke kan observeres i makroskopiske partikelfysik-detektorer. Kvarker er gluoner er således altid indespærrede i de såkaldte hadroner, der ikke har farve-kvantetal. Asymptotisk frihed af de stærke vekselvirkninger kan i dag måles til stor nøjagtighed, og er i perfekt overensstemmelse med den teoretiske forudsigelse.