Danh từ hạt cơ bản được dùng để chỉ những hạt rất nhỏ cấu tạo nên vật chất nói chung. Có thể nói hạt cơ bản đầu tiên chính là hạt electron mà Tômxơn đã khám phá năm 1897. Ngày nay số hạt cơ bản đã tăng lên rất nhiều, tới hàng chục hạt (đó là không kểđến các hạt cộng hưởng khác). Vì vậy mà khó định nghĩa được hạt cơ bản theo đúng ý nghĩa “cơ bản” của nó. Rõ ràng là tên gọi hạt cơ bản mang nhiều tính chất quy ước vì bản thân mỗi hạt có thể có cấu trúc nội tại phức tạp mà chúng ta chưa biết. Ngoài ra phần lớn các hạt cơ bản đều có thể phân rã thành các hạt cơ bản khác, thậm chí có thể theo nhiều cách khác nhau, tức là tương tác giữa chúng rất phong phú và gắn liền với các quy luật vật lý mới.
Trong những năm năm mươi thế kỉ 20 người ta chỉ dựa vào các tia vũ trụđể nghiên cứu các hạt cơ bản và đó là nguồn năng lượng duy nhất có thể sử dụng được. Tia vũ trụ chính là những chùm hạt cơ bản (chủ yếu là proton), có năng lượng cỡ tỷ eV, từ khoảng không vũ trụ bay vào trái đất. Khi đi vào lớp khí quyển của trái đất nó tương tác với các hạt nhân của các nguyên tửở lớp khí quyển cao và gây ra các phản ứng tạo thành các hạt cơ bản mới. Tuy nhiên nguồn hạt từ vũ trụ là rất ít ỏi, vì vậy hiệu quả do các tia vũ trụ gây ra la rất bé. Sau khi người ta xây dựng được các máy gia tốc khổng lồ, mới cung cấp đầy đủ các chùm hạt có năng lượng cực lớn, và đơn sắc, lúc đó con người mới liên tiếp khám phá ra hàng loạt các hạt cơ bản mới. Ngoài ra các máy gia tốc hạt, ngày nay còn có các phương tiện kỹ thuật hiện đại hơn dùng để nghiên cứu các hạt cơ bản, điển hình là các buồng bọt lớn chứa đầy Hydrô lỏng cho phéo chụp ảnh ghi nhận được các quá trình tương tác phức tạp diễn ra giữa các hạt cơ bản.
Có thể kết luận là vật lý hạt cơ bản chính là vật lý năng lượng cao, nó cho phép đi sâu vào thế giới bên trong hạt nhân. Lý thuyết về hạt cơ bản vẫn đang được phát triển mạnh mẽ vẫn còn nhiều giả thuyết chưa được khẳng định, chúng ta hy vọng trong tương lai không xa thế giới vi mô sẽđược khám phá đầy đủ.