El modelo estándar de la composición de la materia establece que está formada por dos tipos de partículas: leptones (electrón, neutrinos y otras), que tienen existencia como tales; y quarks, que son seis en total, up (u, arriba), down (d, abajo), charm (c, encanto), strange (s, extraño), top (t, cima) y bottom (b, fondo). Los quarks no existen aislados, interactúan fuertemente y se agrupan formando partículas llamadas hadrones, entre las que se encuentran los constituyentes del núcleo atómico: protón y neutrón. El protón lo forman tres quarks (2 up y 1 down). El neutrón está formado también por 3 quarks (1 up y 2 down). Los quarks se unen por medio de la fuerza nuclear fuerte. El físico norteamericano Murray Gell-Man atribuyó el nombre a los quarks tomándolo de un libro del escritor irlandés James Joyce.
El modelo estándar de la composición de la materia no cuestiona la posible existencia de otras partículas que tengan agrupaciones de quarks distintas de los protones y neutrones. Los tetraquarks, con cuatro quarks, y los pentaquarks, con cinco, se conocen como partículas exóticas.
Diez años después del descubrimiento del bosón de Higgs, los científicos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, en Ginebra, han anunciado el descubrimiento de tres nuevas partículas exóticas, que tienen una existencia efímera y están formadas por quarks. Son un pentaquark y dos tetraquarks.