20世纪30年代，科学家们已先后发现了电子、质子、中子和中微子等几种物质粒子。当时很多人猜测，它们是否就是构成大千世界的所有基本粒子呢？
1935年，日本物理学家汤川秀树提出用来解释原子核内作用力的介子理论，并预言自然界中存在一种传播核力的粒子即介子，它的质量处于电子和质子之间。
两年后，曾发现正电子的美国科学家安德森在宇宙线中发现一种比电子约重200倍的新的粒子，带有正电荷或负电荷。当时大家都认为这就是汤川秀树所预言的介子，将它起名为“μ介子”。后来发现，它的性质与介子完全不同，只是介子衰变后的产物，因此改称“μ子”。
科学家发现，μ子很不稳定，它的平均寿命约为2μs，然后便衰变成电子、中微子和反中微子。带有负电荷的μ子（称负μ子）与带有正电荷的μ子（称正μ子）相遇时会发生湮灭，表明正μ子是负μ子的反粒子。
由于μ子与电子和中微子只参与基本粒子之间的弱相互作用、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用，后来科学家们便将它们统称为“轻子”，以区分质子、中子之类参与强相互作用的粒子，并将后者统称为“强子”。
1975年，美国科学家佩尔等人利用加速器做物理实验，发现正负电子对撞后产生一种类似μ子的新物质粒子，起名为“τ子”。它的质量很重，是质子的1.8倍，平均寿命约为10-13秒，属于第三代粒子，其他性质几乎与μ子一模一样。因为它也不参与原子核的强相互作用，尽管它比一般的强子还要重，但仍按其性质归在轻子类。佩尔因此获得1995年诺贝尔物理学奖。
根据科学家最新研究结果，所有构成世界万物的基本物质粒子只有夸克和轻子两类，它们分为三个世代。第一代是上夸克和下夸克、电子及电子中微子；第二代是粲夸克和奇夸克、μ子及μ子中微子；第三代是顶夸克和底夸克、τ子及τ子中微子。其中每一种粒子都有自己的反粒子。所有我们平常看到的普通物质都是由第一代的粒子所组成，第二及第三代粒子只能在高能量实验室中制造出来，而且会在极短时间内衰变成第一代粒子。每一代的4种粒子与另一代相对应的4种粒子性质几乎一样，唯一的区别就是它们的质量及稳定性。轻子与夸克的不同之处在于它们缺少一种叫“色”的性质，所以它们的作用力（包括弱相互作用、引力和电磁力）会随距离增加变得越来越弱。相反，夸克间的强相互作用力会随距离增加而增强。