Ha formulato la teoria delle perturbazioni relativisticamente invariante e ha effettuato la rinormalizzazione al primo ordine della QED. Il suo metodo di calcolo basato sul principio variazionale ha permesso di derivare le equazioni del moto per i campi quantistici. È stato il primo a ipotizzare un modello di unificazione elettrodebole e a proporre un esempio di confinamento in 1+1 dimensioni. Gli si devono anche la teoria delle generazioni di neutrini, i termini di Schwinger e la teoria dei campi con spin 3/2.
Avendo approfonditamente studiato le funzioni di Green durante i suoi lavori sul radar, Schwinger le estese alla teoria quantistica dei campi locale, riformulandola in termini relativisticamente invarianti. Ciò gli permise di calcolare in modo inequivocabile le prime correzioni perturbative del momento magnetico dell'elettrone. I primi lavori non-covarianti sull'elettrodinamica quantistica, infatti, avevano condotto a termini infiniti quindi a problemi di divergenza, ma la scoperta di un'ulteriore simmetria, basata sul cosiddetto metodo del tempo proprio, gli permise di isolare i termini finiti corretti ed evitare così divergenze. Con questa tecnica di regolarizzazione, Schwinger sviluppò la teoria della rinormalizzazione, che permette di formulare in modo disambiguo l'elettrodinamica quantistica al primo ordine perturbativo.
Alcuni lavori
Julian Schwinger, "On Quantum-Electrodynamics and the Magnetic Moment of the Electron", Physical Review 73, 416–417 (1948).
