Theo thống kê

Bất kỳ hạt hạ nguyên tử nào, giống như bất kỳ hạt nào trong không gian 3 chiều tuân theo luật của cơ học lượng tử, có thể là boson (với spin là số nguyên) hoặc fermion (với spin là nửa số nguyên lẻ).

Theo thành phần

Các hạt cơ bản của Mô hình Chuẩn bao gồm:[6]

• 6 loại hạt quark: up, down, bottom, top, strange, and charm;
• 6 loại hạt lepton: electron, electron neutrino, muon, muon neutrino, tau, tau neutrino;
• 12 hạt boson gauge (lực mang): photon điện từ, 3 boson W, boson Z của lực tương tác yếu, và 8 gluon của lực tương tác mạnh.
• Hạt Higgs.

Các phần mở rộng khác nhau của Mô hình Chuẩn dự đoán sự tồn tại của 1 hạt graviton cơ bản và nhiều hạt cơ bản khác.

Các hạt hạ nguyên tử tổng hợp (như proton hoặc hạt nhân nguyên tử) là trạng thái liên kết của hai hay nhiều hạt cơ bản. Ví dụ, 1 proton được tạo thành từ 2 hạt up quark và 1 hạt down quark, trong khi hạt nhân nguyên tử của heli-4 bao gồm 2 proton và 2 neutron. Neutron được tạo thành từ 2 hạt down quark và 1 hạt up quark. Các hạt tổng hợp bao gồm tất cả các hadron: chúng bao gồm baryon (như proton và neutron) và meson (như pion và kaon).

Theo khối lượng

Trong thuyết tương đối hẹp, năng lượng của 1 hạt ở phần còn lại bằng khối lượng của nó lần tốc độ của bình phương ánh sáng, E = mc2. Đó là, khối lượng có thể được thể hiện dưới dạng năng lượng và ngược lại. Nếu 1 hạt có 1 hệ quy chiếu nằm ở phần còn lại, thì nó có khối lượng nghỉ tích cực và được gọi là khối lượng lớn.

Tất cả các hạt composite đều lớn. Baryon (có nghĩa là "nặng") có xu hướng có khối lượng lớn hơn meson (có nghĩa là "trung gian"), có xu hướng nặng hơn lepton (có nghĩa là "nhẹ"), nhưng lepton nặng nhất (hạt tau) nặng hơn 2 hương vị nhẹ nhất của baryon (nucleon). Nó cũng chắc chắn rằng bất kỳ hạt nào có điện tích đều lớn.

Tất cả các hạt không khối lượng (các hạt có khối lượng bất biến là số 0) là hạt cơ bản. Chúng bao gồm photon và gluon, mặc dù chúng không thể bị cô lập.