过去人们认为，原子是构成宇宙万物的最基本的粒子。后来原子被打破了，人们又认为组成原子的质子、中子和电子是基本粒子，质子与中子统称为核子。近来人们又发现，质子和中子也不是最小的物质单元，它们仍然可以继续分割为几种更小的基本粒子类型。
此前人们只知道万有引力和电磁力两种相互作用，单靠质子间的万有引力远远不足以克服它们之间的电排斥力，物理学家开始猜测原子核内存在着第三种相互作用力，即“核力”。
到20世纪60年代，人们发现“核力”共有两种，一种是强相互作用，以介子传递方式产生，特点是强度极大，独立于电荷，作用时间极短，作用距离极小，只有一个核子的直径那么大，仅在相邻核子间起作用；另一种则是弱相互作用，它导致了原子核的不稳定性，同时控制着原子核的衰变和放射性，影响化学元素的形成。
弱相互作用是靠什么产生的呢？20世纪60年代，科学家根据粒子物理学的标准模型，认为电磁力和弱相互作用在核子的直径距离内其实是同一种力的不同表象，其行为遵循相对论性量子场论的规律，并预言存在两种传递弱相互作用的基本粒子W子和Z子，其中W子是带电粒子，Z子是中性粒子。
1984年，欧洲核子研究中心的科学家们通过实验发现了这两种粒子，它们的静止质量分别是质子质量的90和100倍，存在时间平均为10-25s。这一发现证实了弱电统一理论。领导这项研究的意大利科学家鲁比亚和荷兰科学家范德米尔因此荣获1984年诺贝尔物理学奖。
根据物理学家的最新研究结果，自然界中共有31种基本粒子，此外每种粒子都有自己的反粒子。这些基本粒子分成物质粒子和作用力粒子两大类。物质粒子是构成物质的原材料，包括6种夸克、电子、μ子，τ子，以及电子中微子、μ子中微子和τ子中微子，它们分属于三个世代，所有普通物质都是由第一代粒子所组成；第二及第三代粒子只能在高能量实验中制造出来，而且会在极短时间内衰变成第一代粒子。每个世代的粒子与其他世代的相应粒子都有同样的相互作用。
作用力粒子包括光子、介子、胶子、W子和Z子，分别负责传递电磁力、强作用力和弱作用力，另外还有一种导致其他粒子产生质量的希格斯粒子。
当夸克释放或者吸收胶子时会产生强作用力，而当夸克和轻子吸收或释放W子和Z子时会产生弱作用力。夸克借助于胶子的强作用力结合起来，由两个上夸克和一个下夸克组成质子，而中子则是由两个下夸克和一个上夸克组成。