La física de partículas y la física nuclear se ocupan del estudio de estas partículas, sus interacciones y la materia compuesta de ellas que no se agregan en átomos.

Estas partículas incluyen componentes atómicos como electrones, protones y neutrones los protones y los neutrones son en realidad partículas compuestas, formadas por quarks, así como otras partículas como los fotones y neutrinos que se producen copiosamente en el sol.

Sin embargo, la mayoría de las partículas que se han descubierto y estudiado no se encuentran en condiciones normales de la tierra; se producen en rayos cósmicos y durante los procesos de dispersión en los aceleradores de partículas.