Leptons và quark cấu thành các hạt vật chất nhỏ nhất, dựa trên bằng chứng đương đại trong lĩnh vực vật lý hạt. Theo truyền thống, nguyên tử được coi là dạng vật chất không thể phân chia.
Nguyên tử từng được cho là chỉ bao gồm ba hạt hạ nguyên tử: proton, electron và neutron. Tuy nhiên, trong những năm 1960, một số hạt khác đã được phát hiện. Các quark tham gia vào các tương tác mạnh, trong khi các lepton không bị ảnh hưởng bởi lực mạnh. Các loại quark khác nhau được gọi là top, bottom, up, down, lạ và quyến rũ, trong khi lepton được phân loại thành electron neutrino, muon neutrino, tau neutrino, electron, muon và tau. Nguyên tử cũng bao gồm các hạt mang lực được gọi là photon, gluon, boson W và boson Z.
