就在不久前，人们还一直以为质子和中子是构成世界万物的最基本的粒子。现在我们知道，它们可以分割成更小的物质粒子，那就是夸克。
20世纪60年代，科学家们借助粒子加速器，总共发现了100多种各式各样小于原子的粒子。很多人感到迷茫，不知道自然界到底有多少种粒子。美国物理学家盖尔曼认为，许多新发现的粒子其实是受激后处于不同能级的同一种粒子。他提出一种新的物质组成学说，认为只需要有3种不同的夸克，就能利用它们的不同组合来解释所有构成物质粒子的强相互作用。
盖尔曼将这3种夸克分别称为上夸克、下夸克和奇夸克。它们各有自己的特性，其中一个特性是它们所具有的电荷是分数，分别是电子电荷的2/3或-1/3倍。他认为除轻子（即不参与强相互作用，只参与弱相互作用与电磁作用的粒子）外所有物质粒子都是由这3种夸克组成的，例如质子是由两个上夸克和一个下夸克组成的，而中子则是由两个下夸克和一个上夸克组成的；介子是由一个夸克和一个反夸克组成的束缚态；其他已知的粒子，要么属于轻子，要么由不同数目的夸克组成。
1973年，美国科学家通过实验证实了这3种夸克的存在。此后，科学家们在夸克学说和量子场论的基础上，建立了描述夸克之间强相互作用的量子色动力学理论，认为夸克之间的强相互作用是由于带有色荷的夸克相互交换胶子而产生的，胶子像“胶合剂”一样将数个夸克连在一起。这一学说后来逐渐发展成为粒子物理学的标准模型。
根据新的理论，科学家们认为夸克实际上有6种，它们分成3个“世代”，第一代是上夸克和下夸克，第二代是粲夸克和奇夸克，第三代是顶夸克和底夸克。所有普通物质都是由第一代夸克所组成；第二及第三代夸克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夸克。每一代夸克与另一代夸克的性质几乎一样，唯一的区别就是它们的质量及稳定性。
随着粒子加速器的能量不断提升，科学家们制造和发现新粒子的能力也越来越强。1974年，由美籍华裔科学家丁肇中领导的研究小组发现了粲夸克，1977年，美国费米实验室李德曼领导的研究小组又证实了底夸克的存在。1995年3月，美国费米实验室的科学家发现了标准模型预言的最后一种夸克顶夸克，质量大约是3×10-22g，在10-24秒内就会衰变成其他粒子。
夸克的发现使人类对微观物质世界的认识又深入了一大步，不仅验证了标准模型理论，而且可以帮助科学家了解宇宙由创生到未来的演化历程。