粒子的另一個特性是對稱性。如果存在一種粒子，就必定存在它的反粒子。科學家們於1932年發現了正電子，這種粒子與電子的質量和性質完全相同，但是帶正電。接下來，科學家們又發現了反質子，它的質量與質子完全相同，但是帶有負電荷。之後相繼發現了反誇克和反輕子等反物質粒子。一種粒子和它的反粒子相遇時會發生湮滅，變為光子並且釋放出能量。反過來，當兩個高能粒子發生碰撞時，會生成一對粒子與反粒子，這時能量轉化為質量。
粒子還具有自旋的屬性。如果粒子的自旋是一個整數，它就是玻色子；如果是半整數，則被稱為費米子。同時根據波粒二象性理論，粒子也同時具有粒子性與波動性。
描述基本粒子的結構和相互作用以及運動規律的理論就是量子場論。在量子場論中，每種基本粒子都有一種相應的量子場。這些量子場之間的耦合作用就是粒子相互作用的體現，這些相互作用直接的傳遞是通過規範場量子進行的。
從20世紀30年代至今，通過大量的實驗，基本粒子理論得到了長足的發展。科學家們對粒子結構的研究已經到達了一個很深的層次，並且認為強子由層子與反層子組成。同時還深入認識了真空環境，尤其是真空的自發破缺。粒子的相互作用研究發展成了能夠描述電磁相互作用的量子電動力學，出現了弱電統一理論，用來解釋粒子之間的弱相互作用和電磁作用。還有量子色動力學，能夠用來解釋粒子間的強相互作用。這些理論都屬於量子規範場理論，而且大部分都被實驗結果證實了，所以能夠讓人們更好地了解粒子間相互作用的規律。
對基本粒子的研究理論目前仍然處於發展中，在很多方麵還沒有取得令人滿意的結果。在這一理論中，還有兩個哲學問題需要人們解決。一個是層次結構問題，另一個是相互作用的統一問題。物質的結構為原子層次時，能夠把原子分為原子核和電子。原子的結構為原子核層次時，能夠再把原子核分為質子和中子。但是到了基本粒子的層次，這種情況發生了改變。因為對於強子來說，它雖然由層子和反層子組成，但是卻無法將層子和反層子從強子內部分離出來。因為層子是帶色的，所以這種情況被稱為色禁閉。所以在基本粒子這個層次上，物質可分不再是原來的概念，可分不代表能夠將各個組成部分單獨分割開來。層子和反層子雖然是強子的組成部分，但是卻無法從強子中被分割出來。人們直到現在還沒有搞清楚出現色禁閉現象的真正原因。到20世紀80年代，科學家們已經發現了36種層子和反層子，以及12種輕子和反輕子。同時還發現了很多在粒子間相互傳導的規範場粒子和Higgs粒子。科學家們開始試圖研究這些粒子的基本結構，並且提出了很多理論模型。但是到目前為止，雖然存在很多相差甚遠的模型，但是尚未通過實驗來證實究竟哪個模型才是正確的。
粒子的另一個特性是對稱性。如果存在一種粒子，就必定存在它的反粒子。科學家們於1932年發現了正電子，這種粒子與電子的質量和性質完全相同，但是帶正電。接下來，科學家們又發現了反質子，它的質量與質子完全相同，但是帶有負電荷。之後相繼發現了反誇克和反輕子等反物質粒子。一種粒子和它的反粒子相遇時會發生湮滅，變為光子並且釋放出能量。反過來，當兩個高能粒子發生碰撞時，會生成一對粒子與反粒子，這時能量轉化為質量。
粒子還具有自旋的屬性。如果粒子的自旋是一個整數，它就是玻色子；如果是半整數，則被稱為費米子。同時根據波粒二象性理論，粒子也同時具有粒子性與波動性。
描述基本粒子的結構和相互作用以及運動規律的理論就是量子場論。在量子場論中，每種基本粒子都有一種相應的量子場。這些量子場之間的耦合作用就是粒子相互作用的體現，這些相互作用直接的傳遞是通過規範場量子進行的。
從20世紀30年代至今，通過大量的實驗，基本粒子理論得到了長足的發展。科學家們對粒子結構的研究已經到達了一個很深的層次，並且認為強子由層子與反層子組成。同時還深入認識了真空環境，尤其是真空的自發破缺。粒子的相互作用研究發展成了能夠描述電磁相互作用的量子電動力學，出現了弱電統一理論，用來解釋粒子之間的弱相互作用和電磁作用。還有量子色動力學，能夠用來解釋粒子間的強相互作用。這些理論都屬於量子規範場理論，而且大部分都被實驗結果證實了，所以能夠讓人們更好地了解粒子間相互作用的規律。