目前為止公認的物質的最小的構成單位是夸克。

常見的物質都是由原子構成，原子由原子核和核外電子構成。原子核又由質子和中子構成，質子和中子統稱為核子。而核子（質子和中子）是由夸克構成的。現代物理發展出來的弦理論還會認為更基本的物質構成單位是弦，但由於目前還沒有確切的實驗證據，因此無法被大家公認。

夸克有六種：上夸克，下夸克，頂夸克，底夸克，粲夸克和奇異夸克，另外還有它們各自的反粒子。一個質子由兩個上夸克和一個下夸克 組成，一箇中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。上夸克帶 +2/3e電荷，下夸克帶-1/3e電荷。夸克大小的上限是10的-18次方米，也就是說夸克要比10的-18次方米還要小。夸克的概念最初是由物理學家蓋爾曼提出的。夸克是一種費米子，自旋是1/2 。 因為質子中子的自旋為1/2，那麼三個夸克，如果兩個自旋向上， 一個自旋向下，就可以組成自旋為1/2的質子、中子。兩個正反夸克可以組成自旋為整數的粒子，它們稱為介子，如π介子。凡是由三個夸克組成的粒子稱為重子， 重子和介子統稱強子，因為它們都參與強相互作用，故有此名。

圖1. 質子的夸克模型

美國麻省理工學院（MIT）的科學家和斯坦福直線加速器中心的科學家在1967年至1973年做了一系列實驗工作，最終確認了夸克的存在。他們因此獲得了1990年的諾貝爾物理學獎，這三位科學家依次是美國麻省理工學院(MIT)的傑羅姆·弗裡德曼、享利·肯德爾和斯坦福直線加速器中心的理查德·泰勒。