تبحث فيزياء الجسيمات في المكونات الأساسية للمادة والقوى التي تؤثر فيها، ولا تقتصر بنية الذرة على ٣ جسيمات مستقرة بالمعنى الدقيق؛ فالإلكترون جسيم أولي مستقر، أما البروتون والنيوترون فهما جسيمان مركبان من الكواركات، كما أن النيوترون الحر غير مستقر ويتحلل خارج النواة بعد مدة محدودة. وقد اكتشف العلماء مئات الجسيمات والحالات الرنينية القصيرة العمر من خلال الأشعة الكونية وتجارب المصادمات عالية الطاقة.