過去人們認為，原子是構成宇宙萬物的最基本的粒子。後來原子被打破了，人們又認為組成原子的質子、中子和電子是基本粒子，質子與中子統稱為核子。近來人們又發現，質子和中子也不是最小的物質單元，它們仍然可以繼續分割為幾種更小的基本粒子類型。
此前人們隻知道萬有引力和電磁力兩種相互作用，單靠質子間的萬有引力遠遠不足以克服它們之間的電排斥力，物理學家開始猜測原子核內存在著第三種相互作用力，即“核力”。
到20世紀60年代，人們發現“核力”共有兩種，一種是強相互作用，以介子傳遞方式產生，特點是強度極大，獨立於電荷，作用時間極短，作用距離極小，隻有一個核子的直徑那麼大，僅在相鄰核子間起作用；另一種則是弱相互作用，它導致了原子核的不穩定性，同時控製著原子核的衰變和放射性，影響化學元素的形成。
弱相互作用是靠什麼產生的呢？20世紀60年代，科學家根據粒子物理學的標準模型，認為電磁力和弱相互作用在核子的直徑距離內其實是同一種力的不同表象，其行為遵循相對論性量子場論的規律，並預言存在兩種傳遞弱相互作用的基本粒子W子和Z子，其中W子是帶電粒子，Z子是中性粒子。
1984年，歐洲核子研究中心的科學家們通過實驗發現了這兩種粒子，它們的靜止質量分別是質子質量的90和100倍，存在時間平均為10-25s。這一發現證實了弱電統一理論。領導這項研究的意大利科學家魯比亞和荷蘭科學家範德米爾因此榮獲1984年諾貝爾物理學獎。
根據物理學家的最新研究結果，自然界中共有31種基本粒子，此外每種粒子都有自己的反粒子。這些基本粒子分成物質粒子和作用力粒子兩大類。物質粒子是構成物質的原材料，包括6種誇克、電子、μ子，τ子，以及電子中微子、μ子中微子和τ子中微子，它們分屬於三個世代，所有普通物質都是由第一代粒子所組成；第二及第三代粒子隻能在高能量實驗中製造出來，而且會在極短時間內衰變成第一代粒子。每個世代的粒子與其他世代的相應粒子都有同樣的相互作用。
作用力粒子包括光子、介子、膠子、W子和Z子，分別負責傳遞電磁力、強作用力和弱作用力，另外還有一種導致其他粒子產生質量的希格斯粒子。
當誇克釋放或者吸收膠子時會產生強作用力，而當誇克和輕子吸收或釋放W子和Z子時會產生弱作用力。誇克借助於膠子的強作用力結合起來，由兩個上誇克和一個下誇克組成質子，而中子則是由兩個下誇克和一個上誇克組成。