Cząstki wirtualne pojawiają się w formalizmie całek po trajektoriach Feynmana. Zgodnie z tą teorią, każda fizyczna cząstka jest w istocie konglomeratem cząstek wirtualnych. Np. fizyczny elektron to tak naprawdę wirtualny elektron emitujący wirtualne fotony, które rozpadają się na wirtualne pary elektron-pozyton, które z kolei oddziałują za pomocą wirtualnych fotonów i tak w nieskończoność. „Fizyczny” elektron to nieustannie dziejący się proces wymiany pomiędzy wirtualnymi elektronami, pozytonami, fotonami i być może innymi cząstkami. „Realność” elektronu to pojęcie statystyczne. Nie można powiedzieć, która cząstka z tego zbioru jest naprawdę realna, wiadomo tylko, że suma ładunków wszystkich tych cząstek daje w wyniku ładunek elektronu (czyli mówiąc w uproszczeniu: musi być jeden więcej elektron wirtualny niż jest wirtualnych pozytonów) oraz suma mas wszystkich cząstek daje w wyniku masę elektronu.
Ładunki i masy cząstek wirtualnych nie odpowiadają wartościom właściwym dla realnych cząstek. Zamiast tego używa się tzw. ładunków zrenormalizowanych a procedura ich wyznaczania to renormalizacja. Istnieją teorie, które nie poddają się renormalizacji, jak również takie, dla których renormalizacja daje wyniki niezgodne z doświadczeniem.