自然界所有物質，例如空氣和水，食物和棉布，煤炭和石油，鋼鐵和銅、鋁、人工合成的纖維、塑膠等等，種類繁多。但是它們有其共同特性，就是由保持該物質物理化學特性的最小單元即分子所組成。分子又可以再細分，系由原子構成。原子透過一定的作用力，以一定的次序和排列方式結合，形成具有相應物理化學特性的分子。

在一段較長的歷史時期裡，曾經認為原子是不可再細分的基本單元。我們現在知道，原子還可以再細分。一個原子由處於核心的原子核以及圍繞其旋轉的一個或多個的電子所組成。原子核由帶正電荷的質子（proton）和電中性的中子（neutron）兩種微粒構成（氕原子除外不含中子）。

比如，我們人體大約99％的身體由氫，碳，氮和氧原子組成，同時還含有少量其他對生命至關重要的元素，各種原子的粒子數量決定了原子相應的物理化學特性。帶負電的電子圍繞具有帶正電的質子的原子核在其電磁場吸引力作用下旋轉。原子總是具有相同數量的電子與質子，所以原子總的電荷被相互抵消為零。電子是不可再分的粒子。長期以來，曾經以為質子和中子是不可再分的基本粒子。

但是我們現在知道，質子和中子還可以再細分。那麼，質子和中子又是由什麼樣的不可再分的基本粒子所組成的呢？原子核裡的微觀世界的奧妙是怎麼樣的呢？這裡，我們儘量用最通常的語言，對當代科學技術所揭示的原子核裡的微觀粒子世界，作一個通俗而簡單的解釋。

基本粒子，指人們認知的構成物質的最小或最基本的單位，是組成各種物質的基礎。質子和中子由名叫夸克（quark）的基本粒子所組成。每個質子或中子由三個夸克所組成。近代粒子物理的研究表明，這些粒子又進一步地細分與組合，形成許多其它不同的粒子。所有這些原子內部結構的、比原子更小的各種粒子，統稱為次原子粒子，或稱亞原子粒子（subatomic particle）。

次原子粒子分為兩種型別：一類是用於構成物質原子本身的基本粒子，這類粒子稱為費米子（fermion），如質子、中子、電子等；另一類是在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的基本粒子，這類粒子稱為玻色子（boson）。這兩類次原子粒子的不同組合，構成其它多種粒子、作用力、及其奇異而迷人的特徵。

基本費米子包括兩類：夸克和輕子（lepton）。夸克是一種可參與強相互作用力的基本粒子，輕子是一種不參與強相互作用力的基本粒子。每一種費米子都有一個與之對應的反粒子，反粒子具有相同的質量但具有相反的電荷。

共存在6種夸克和它們各自的反粒子。這6種夸克是：上夸克（u或up）、 下夸克（d或down）；奇夸克（s或strange） 、粲夸克（c或charm）；底夸克（b或bottom）、 頂夸克（t或top）。質子由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。

共存在6種輕子和它們各自的反粒子。這6種輕子是：電子（e或electron）、電中微子（electron neutrino）；μ子（muon）、μ中微子（muon neutrino）；τ子（tau particle）、τ中微子（tau neutrino）。

夸克互相結合，形成一種複合粒子，叫強子（harden）。強子包括重子（baryon）和介子（meson）。重子是指由三個夸克（或者三個反夸克組成反重子）組成的複合粒子。最為熟悉的重子是質子和中子，其他還有Λ、Σ、Ξ、Ω等粒子，其質量均超過質子和中子，故又稱超子。介子的靜態質量介於輕子和重子之間，所以取名為介子，包括有π介子，η介子和κ介子。

在粒子之間起媒介作用、傳遞相互作用的基本玻色子包括有：光子（photon）、膠子（gluon）、W－玻色子（W－boson）、 W＋玻色子（W＋boson）、Z 玻色子（Z boson）、希格斯玻色子（Higgs boson）。它們分別傳遞電磁相互作用、強相互作用（夸克之間的相互作用）、弱相互作用（使原子衰變的相互作用）等。近代粒子物理與量子力學理論研究認為，在粒子之間還可能存在傳遞引力相互作用的引力玻色子：引力子（graviton）。引力子的存在目前還沒有被實驗所證實。

對於初次瞭解原子世界的人來講，上述眾多的粒子及其相互作用原理不禁使人眼花繚亂、頭昏腦脹。極其細微的原子核世界裡，竟然蘊藏有如此之多的基本粒子。為簡單清晰起見，我們用上圖分別說明上述各種次原子粒子的相互關係，及其所代表的四種基本相互作用力。

明瞭上面的圖解，你就對原子微觀世界的奧妙及其基本粒子的狀況，有了一個最基本而又恰當的瞭解。