Tak jak współcześnie uznawany Model Standardowy, są one kwantowymi teoriami pola i wymagają kontrowersyjnej techniki renormalizacji do uzyskiwana sensownych przewidywań. Sugeruje to, że są jedynie przybliżeniami i nie uwzględniają zjawisk mających znaczenie dopiero przy bardzo wysokich energiach. Ponadto, sprzeczności pomiędzy mechaniką kwantową i ogólną teorią względności oznaczają, że jedna albo obie te teorie muszą zostać zastąpione ogólniejszą, zawierającą w sobie grawitację kwantową.
Najbardziej znaną kandydatką na TW jest obecnie M-teoria. Współczesne badania nad pętlową grawitacją kwantową mogą również odegrać rolę w opracowywaniu TW, choć nie jest to ich głównym celem. W tych teoriach unika się problemu renormalizacji przez skwantowanie przestrzeni i wprowadzenie minimalnej możliwej odległości. Teorie strun i supergrawitacja (obie uważane za szczególne przypadki jeszcze niezdefiniowanej M-teorii) zakładają ponadto, że Wszechświat ma więcej wymiarów niż obserwowalne trzy przestrzenne i jeden czasowy. Taka idea pojawiła się po raz pierwszy w latach 20. XX wieku w Teorii Kaluzy-Kleina. Teoria ta pokazała, że zastosowanie ogólnej teorii względności do pięciowymiarowej przestrzeni (z czterema normalnymi wymiarami i jednym zwiniętym do mikroskopijnych rozmiarów) pozwala zunifikować teorię względności z elektromagnetyzmem.