ذرات زیراتمی
انواع مختلف ذرات بنیادی طبقه‌بندی خاص خود را در مدل استاندارد دارند و به سه دسته اصلی کوارک و لپتون و ذرات واسطه تقسیم می‌شوند. ذرات ترکیبی به دسته‌های ذرات فرضی و هسته و هادرون طبقه‌بندی می‌شوند. هر ذره متشکل از کوارک‌ها هادرون نامیده می‌شود که خود هادرون به دو دسته مزون و باریون تقسیم می‌شود. مزون‌ها از دو کوارک و باریون‌ها از سه کوارک تشکیل شده‌اند.
فرمیون
طبق تعریف، فرمیون‌ها ذراتی هستند که از آمار فرمی-دیراک تبعیت می‌کنند. ذراتی که بوسیلهٔ آمار فرمی-دیراک توصیف می‌شوند، از اصل طرد پاؤلی پیروی می‌کنند. به این معنی که تمایل ندارند در کنار هم قرار بگیرند، یعنی فرمیون‌ها منزوی هستند و هیچ دو فرمیونی نمی‌تواند در یک لحظهٔ معین، یک حالت کوانتومی را اشغال کنند. این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می‌گیرند همدیگر را دفع می‌کنند و اگر ذره‌ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می‌شود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد. این امر، باعث سختی و استحکام حالت‌هایی می‌شود که شامل فرمیون هستند (هسته، اتم‌ها، مولکول‌ها و…)؛ بنابراین گاهی اوقات گفته می‌شود که فرمیون‌ها بخش اصلی ماده هستند، در حالی که بوزون‌ها ذراتی هستند که فعل و انفعالات را انتقال می‌دهند (حاملان نیرو) یا بخش اصلی تشعشعاتند. میدان‌های کوانتومی فرمیون‌ها، که میدان‌های فرمیونی (fermionic fields) نامیده می‌شوند از روابط تبدیل متعارفی و استاندارد، پیروی می‌کنند.