基本粒子中所有的物質粒子都是費米子，是構成物質的原材料（如輕子中的電子、組成質子和中子的夸克、中微子）；而傳遞作用力的粒子（光子、介子、膠子、W和Z玻色子）都是玻色子。
費米子是像電子一樣的粒子，有半整數自旋（如1/2，3/2，5/2等）；而玻色子是像光子一樣的粒子，有整數自旋（如0，1，2等）。
膠子- 強相互作用的媒介粒子，自旋為1，有8種，膠子是傳遞夸克之間色相互作用的媒介粒子，是“色場”的量子。兩個不同色狀態的夸克通過膠子緊密地結合在一起，所以膠子必定是雙色的。
光子- 電磁相互作用的媒介粒子，自旋為1，只有1種。g和中間玻色子（w+、w-及z0）分別是電磁相互作用和弱相互作用的媒介子，在電弱統一理論中，這四種粒子都是電弱作用的場量子，它們都是零質量的粒子。
理論上確信，必定還存在一種被稱為希格斯粒子的粒子。這些基本粒子在宇宙中的“用途”可以這樣表述：構成實物的粒子（輕子和重子）和傳遞作用力的粒子（光子、介子、膠子、W和Z玻色子)。在這樣的一個量子世界里，所有的成員都有標定各自基本特性的四種量子屬性：質量、能量、磁矩和自旋。
大統一理論無法統一引力，將引力也統一為單一超力的理論就叫超統一理論，也叫“超引力理論”。由于這種理論引入了超對稱概念，所以又叫“超對稱理論”。
對稱是一個普通的概念，如上下、正反等等。在物理定律中，也一直存在著電荷、鏡像和時間對稱。后來發現，在基本粒子的性質中，除了上述對稱外，還存在著一種更玄妙的超對稱，即粒子通過旋轉而相互聯系起來，一個旋轉的粒子可以變成一個不旋轉的粒子，一個組成物質的費米子可以變成一個攜帶力的玻色子。如光微子變成光子、 引力微子變成引力子等。在一定意義上，所有基本粒子可以認為是同一“超子”的不同側面。
超統一理論有許多不同的表述，其一是，時空除了我們體驗到的4維（3維空間1維時間）外，還有額外的一些維數。
但超引力理論也存在局限性。如霍金估計，要證實是否清除了無限大，一個能干的學生用計算機需要計算200年。
科學界在1956年前一直認為宇稱守恒,也就是說一個粒子的鏡像與其本身性質完全相同.1956年,科學家發現θ和γ兩種介子的自旋、質量、壽命、電荷等完全相同,多數人認為它們是同一種粒子,但θ衰變時產生兩個π介子，γ衰變時產生3個,這又說明它們是不同種粒子
吳健雄用兩套實驗裝置觀測鈷60的衰變，她在極低溫(0.01K)下用強磁場把一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向左旋，把另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉向右旋，這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。實驗結果表明，這兩套裝置中的鈷60放射出來的電子數有很大差異，而且電子放射的方向也不能互相對稱。實驗結果證實了弱相互作用中的宇稱不守恒。
在微觀世界里，基本粒子有三個基本的對稱方式：一個是粒子和反粒子互相對稱，即對于粒子和反粒子，定律是相同的，這被稱為電荷(C)對稱；一個是空間反射對稱，即同一種粒子之間互為鏡像，它們的運動規律是相同的，這叫宇稱(P)；一個是時間反演對稱，即如果我們顛倒粒子的運動方向，粒子的運動是相同的，這被稱為時間(T)對稱。
這就是說，如果用反粒子代替粒子、把左換成右，以及顛倒時間的流向，那么變換后的物理過程仍遵循同樣的物理定律。
但是，自從宇稱守恒定律被李政道和楊振寧打破后，科學家很快又發現，粒子和反粒子的行為并不是完全一樣的！一些科學家進而提出，可能正是由于物理定律存在輕微的不對稱，使粒子的電荷(C)不對稱，導致宇宙大爆炸之初生成的物質比反物質略多了一點點，大部分物質與反物質湮滅了，剩余的物質才形成了我們今天所認識的世界。如果物理定律嚴格對稱，宇宙連同我們自身就都不會存在了——宇宙大爆炸之后應當誕生了數量相同的物質和反物質，但正反物質相遇后就會立即湮滅，那么，星系、地球乃至人類就都沒有機會形成了。
接下來，科學家發現連時間本身也不再具有對稱性了！
可能大多數人原本就認為時光是不可倒流的。日常生活中，時間之箭永遠只有一個朝向，“逝者如斯”，老人不能變年輕，打碎的花瓶無法復原，過去與未來的界限涇渭分明。不過，在物理學家眼中，時間卻一直被視為是可逆轉的。比如說一對光子碰撞產生一個電子和一個正電子，而正負電子相遇則同樣產生一對光子，這兩個過程都符合基本物理學定律，在時間上是對稱的。如果用攝像機拍下其中一個過程然后播放，觀看者將不能判斷錄像帶是在正向還是逆向播放——從這個意義上說，時間沒有了方向。
