Obstajata dve glavni kategoriji subatomskih delcev – fermioni in bozoni. Fermioni so delci, ki jih smatramo za “stvari” – leptoni, kot so elektron, nevtrino in bratranci, ter kvarki, kot je up kvark in drugi v njegovi veliki družini. Gauge bozoni so delci, ki posredujejo štiri temeljne sile narave – šibke in močne jedrske sile, elektromagnetizem in gravitacijo. Sem spadajo znani foton in njegovi veliko manj pogosto videni bratranci, bozoni W in Z, gluoni in (fiziki pričakujejo) graviton, zelo iskani delec, za katerega naj bi posredoval gravitacijske interakcije.
Pomembno je razumeti razliko med subatomskimi delci in osnovnimi delci. Fundamentalno pomeni, da delec nima manjših sestavin; je temeljno. Vsi subatomski delci niso temeljni, čeprav so vsi znani temeljni delci subatomski, kar pomeni, da so manjši od atomov. Na primer, protoni in nevtroni, subatomski delci, ki sestavljajo atom, so sestavljeni delci in ne temeljni, saj so sestavljeni iz še manjših kvarkov in gluonov. Eksotični delci, kot sta tau nevtrino ali mioni, so subatomski, ker so manjši od atomov, vendar se je vredno spomniti, da ti niso del atomov, ki sestavljajo vidne strukture v našem vesolju.
Subatomski delci so tako številni in raznoliki, da so fiziki za njihovo opisovanje uporabili izraz »zoo delcev«. V domeni leptonov so 3 vrste elektronov – elektron, mion in tau – 3 vrste nevtrinov in njihovi antidelci, ki tvorijo 12 leptonov. Znani so štirje merilni bozoni – fotonski, W in Z bozoni ter gluon. Dva dodatna bozona, ki skoraj zagotovo obstajata, vendar še nista opažena, sta Higgsov bozon in graviton. S tem je skupno število osnovnih delcev 18. Dodajte vrh, dol, dno, gor, čudne in očarljive kvarke ter njihove antikvarke in dobite 30 osnovnih, subatomskih delcev.
Vendar to še ni vse. Morda se spomnite, da je proton ali nevtron sestavljen iz treh kvarkov. Sem spadata dva bodisi navzgor in navzdol kvark ter eden od preostalih kvarkov, zlepljenih skupaj z gluoni v jedru atoma. Vendar to ni edina možna konfiguracija kvarkov – le najbolj stabilna. Če bi lahko nekako poljubno pobrali osnovne delce in jih zlepili skupaj v poljubne konfiguracije, bi lahko ustvarili na tisoče novih subatomskih delcev.
Na stotine teh subatomskih delcev je bilo dejansko opaženih v poskusih s pospeševalnikom delcev. Vključujejo mezone, ki imajo samo dva kvarka, in hadrone, ki imajo tri podobne protone in nevtrone. Obstajajo tudi tako imenovani glueballs ali gluonij, subatomski delci, sestavljeni iz nič drugega kot gluoni, in domnevni tetrakvark, vrsta subatomskih delcev, ki bi bili sestavljeni iz štirih kvarkov. Ali obstajajo pentakvarki in še več? Mogoče je tako, a za njihovo iskanje bi bila potrebna eksperimentalna naprava, ki bi daleč presegala naše trenutno najboljše.