Il Modello Standard è la teoria che descrive le particelle elementari, ossia i mattoni fondamentali della materia, e le forze fondamentali, vale a dire il modo in cui le particelle interagiscono tra loro.

Ogni particella elementare è caratterizzata da tre grandezze: massa, carica elettrica e spin (la rotazione attorno al proprio asse).

Le particelle che costituiscono la materia nota sono divise in due gruppi: i quark (che sono sei: up, down, strange, charm, bottom, top) e i leptoni (anch’essi sei: elettrone, muone, tau e i tre neutrini corrispondenti).

Le tre forze che governano l’infinitamente piccolo – la forza elettromagnetica, la forza forte e la forza debole – sono generate dallo scambio di particelle mediatrici: il fotone, il bosone W (che è di due tipi, W⁺ e W^–), il bosone Z e i gluoni (di cui esistono otto specie diverse).

Le particelle di materia hanno uno spin pari a ½ e appartengono alla categoria dei fermioni (in onore di Enrico Fermi); le particelle di forza, con uno spin pari a 1, appartengono a quella dei bosoni (in onore del fisico indiano Satyendranath Bose).

A dare massa a tutte le particelle è un bosone di spin 0, il bosone di Higgs, scoperto nel 2012 dalle collaborazioni degli esperimenti ATLAS e CMS al Large Hadron Collider del CERN.

La quarta forza della natura, la gravità, si ipotizza che sia mediata da un bosone di spin 2, il gravitone, ma la sua teoria quantistica non è ancora stata elaborata.