杨振宁是粒子物理标准模型的开山祖师

1930年代开始实验物理学家用粒子加速碰撞机研究粒子的性质，发现粒子加速碰撞后产生各式各样的新粒子。他们完全不能解释为什么这些粒子会产生，只好自嘲这是粒子动物园particle zoo。直到1970年，粒子物理学家还是无法解释。

1954年楊振寧與羅伯特·米爾斯寫下了現今使用的楊-米爾斯理論解釋強交互作用。在此基础下理论粒子物理学家发表了许多论文成功描述粒子的交互作用。1972年哈拉爾德·弗里奇（H. Frizsch）和蓋爾曼（M. Gell-Mann）提出了具有SU（3）規範對稱性的楊-米爾斯理論, 建立了量子色動力學。描述電磁力和弱力的 電弱理論和描述強力的量子色動力學一起構成現今所謂的粒子物理的標準模型。粒子物理的標準模型能够完全解释粒子加速碰撞机为什么会产生各种粒子。

由於楊米爾斯理論的重要性及楊振寧在該理論工作的開創性貢獻，1994年，在授予楊振寧鮑爾獎的頒獎詞評價道「這項工作已經排列在牛頓、馬克士威和愛因斯坦的工作之列，並必將對未來幾代產生類似的影響。」

楊振寧虽然與羅伯特·米爾斯共同发表楊-米爾斯理論，据米爾斯自己说这论文的想法是杨提出来，他的任务是完成物理数学的推导。