19世纪初，人们发现了可见光以外的电磁辐射。1800年，德裔英国天文学家威廉·赫歇尔（William Herschel）发现了红外辐射。赫歇尔用棱镜折射太阳光时发现，对应光谱红色以外的位置温度会升高，他推断太阳光中存在一些不可见的“热射线”，这些热射线后来被称为红外线[4] 。
1801年，德国物理学家约翰·威廉·里特（Johann Wilhelm Ritter）发现了紫外线。他注意到，太阳光谱中紫色一侧光谱之外的位置的不可见射线比紫光更快地使氯化银试剂变暗，他将其称为“化学射线”。后来这种射线被称为紫外线[5] [6] 。里特的实验是摄影术的先驱。
1864年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提出了电磁场方程组[9] 。通过麦克斯韦方程组可以解出真空中电磁波的方程，并得到电磁波波速是常数“光速”的结论。因此，麦克斯韦推断可见光以及光谱中不可见部分都是电磁波。在1887年，海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）首次制造了比可见光频率低得多的电磁波，并开发了检测这些波的方法。这些电磁波被分为无线电波和微波[7] 。
1895年11月8日，威廉·伦琴（Wilhelm Rontgen）在对真空管施加高压时，他注意到附近的一块镀膜玻璃板上出现了荧光。在之后的实验中，他发现这种实验现象是由X射线导致的[7] 。
伽玛射线是在对辐射的研究中发现的。亨利·贝克勒尔（HenriBecquerel）发现，在覆盖纸上的铀盐可以引起未曝光的照相版起雾。玛丽·居里（Marie Curie）发现只有某些特定的元素可以释放能量引起照相版起雾，并且镭可以释放强烈的辐射。1900年，保罗·维拉德（Paul Villard）发现了一种带中性电荷且穿透力极强的辐射，欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）意识到这种辐射一定不是粒子（在那时科学界还没有认识到波粒二象性），并将其命名为伽玛射线。1910年，威廉·亨利·布拉格（William Henry Bragg）证明了伽玛射线不是粒子。1914年，卢瑟福和爱德华·安德拉德（Edward Andrade）测量了伽玛射线的波长，发现其波长比X射线更短[7] 。
电磁波是根据麦克斯韦方程组推导出来的。麦克斯韦发现了位移电流，描述了变化的电场也会产生磁场，这体现在对安培定理的修正上。麦克斯韦方程是：