Yang-Millsin teoria, fysiikassa skotlantilaisen fyysikon James Clerk Maxwellin sähkömagnetismin yhtenäistetyn teorian yleistys, joka tunnetaan myös nimellä Maxwellin yhtälöt ja jota käytetään kuvaamaan subatomihiukkasten heikkoa voimaa ja vahvaa voimaa geometrisen rakenteen eli kvanttikenttäteorian avulla. Yang-Millsin teoria perustuu kvanttimekaaniseen ominaisuuteen, jota kutsutaan ”massa-aukoksi”. Teorian esittivät vuonna 1954 kiinalaissyntyinen yhdysvaltalainen fyysikko Chen Ning Yang ja yhdysvaltalainen fyysikko Robert L. Mills, jotka kehittivät ensin Lie-ryhmiä (ks. matematiikka: Matemaattinen fysiikka ja Lie-ryhmien teoria) käyttävän mittariteorian kuvaamaan subatomien vuorovaikutuksia. Yang-Millsin teorian nykytilaa on verrattu laskennan alkuaikoihin, jolloin saatiin kiistatta tarkkoja ja käyttökelpoisia tuloksia, mutta ennen kuin analyysin muodollinen kehitys lisäsi tiukat määritelmät, jotka poistivat loogiset virheet. Yang-Millsin teorian kannalta yksi tärkeimmistä kysymyksistä on selittää matemaattisesti massakuilu eli nollasta poikkeava massa kaavojen kvanttisovelluksissa. Todisteet massa-aukosta on osoitettu fysikaalisissa kokeissa ja tietokonepohjaisissa matemaattisissa malleissa, ja sen uskotaan olevan syy siihen, että vahva voima toimii vain hyvin pienillä etäisyyksillä (atomiytimien sisällä).
Jang-Mills-teoria nimettiin vuonna 2000 vuosituhannen vaihteen ongelmaksi (Millennium Problem), joka on yksi seitsemästä matemaattisesta ongelmasta, jotka Cambridgessa, Massachusettsissa, Yhdysvalloissa, sijaitseva Savimatematiikkainstituutti valitsi erityispalkintoa varten. Kunkin vuosituhannen vaihteen ongelman ratkaisu on miljoonan dollarin arvoinen.