As menores partes de um átomo são férmions, as partículas elementares que formam os componentes subatômicos em cada átomo. Os átomos, a menor partícula de um elemento que ainda retém as propriedades do elemento, são compostos de prótons, nêutrons e elétrons. Prótons e nêutrons podem ser divididos em quarks, um tipo de férmion. Os elétrons são uma classe de léptons, o outro tipo de férmion.
Os férmions são os blocos de construção da matéria e da energia no universo, e acredita-se que sejam as menores partículas que existem. Os férmions constituem a maior parte do que é observado no universo.
Os férmions são divididos em duas classes: quarks e leptons. Existem seis tipos de quarks: up, down, charme, estranho, top e bottom. Prótons e nêutrons são compostos de três quarks cada. Um próton tem dois quarks up e um quark down, enquanto um nêutron tem dois quarks down e um quark up. Quarks têm uma carga elétrica fracionada, mas quando se combinam em hádrons, como prótons e nêutrons, eles o fazem em uma formação que resulta em uma carga elétrica inteira líquida.
Os léptons também têm seis tipos, um dos quais é o elétron. Ao contrário dos quarks, que sempre são encontrados em grupos, os léptons são partículas solitárias.
