현대 과학에서 놀라운 것 중 하나는, 원자들과 아원자 입자들이 우리가 일상적으로 보는 세계에서와 완전히 다르게 행동한다는 것이다. 그들은 여기저기 튕기는 작은 공이 아니다; 그들은 파동의 성질을 가지고 있다. 표준 모형은 우리가 볼 수 있는 이 입자들의 상호작용과 성질들을 수학적으로 기술할 수 있으나, 우리의 일상적인 직관은 이 미시 세계에서는 도움이 되지 않는다.

과학자들은 매우 작은 입자들의 물리를 기술하기 위해 "작은 부분이나 요소로 나눠져 있다"는 의미를 가지는 "양자(Quantum)"라는 단어를 사용한다. 이는 특정 성질들이 오직 이산적인 값만을 갖기 때문이다. 예를 들면 우리는 단지 전하의 정수 배값만을(또는 쿼크에서 1/3 과 2/3) 가지는 전기적 전하를 찾을 수 있을 것이다.양자역학은 입자의 상호작용을 기술한다.

입자들의 몇가지 중요한 양자수:

전기 전하. 쿼크는 2/3 혹은 1/3의 전기적 전하를 가질 것이지만, 그들은 단지 정수의 전기적 전하를 지닌 복합 입자들만을 형성한다. 쿼크를 제외한 모든 입자들은 전자의 전하의 정수배를 전하를 가진다.

색 전하. 쿼크는 세 개의 색전하중의 하나를, 글루온은 여덟 개의 색-반색 전하 조합 중 하나를 가진다. 다른 모든 입자들은 색 중성이다.

맛깔(Flavor). 맛깔은 쿼크(그리고 경입자)를 서로 구별해준다.

스핀. 스핀은 이상야릇하지만 중요한 물리적 양이다. 행성 또는 은하와 같은 큰 물체들은 그들의 스핀 때문에 각운동량과 자기장을 만든다. 입자들은 그들 자신의 각운동량과 작은 자기 모멘트를 가지는 것으로 나타났기 때문에 과학자들은 이 입자의 성질을 스핀이라 부른다. 입자들은 실제로 돌지 않기 때문에 이것은 엄밀히 말하면 틀린 표현이다. 스핀은 0,1/2,1,2/3(에 플랑크 상수 를 곱한 값)으로 양자화되어 있다.