标准模型 中的粒子有六种是夸克（图中用紫色表示）。左边的三行中，每一行构成物质的一代 。标准模型 是描述所有已知基本粒子的理论框架[ 9] 味 的夸克（u （d （s （c （b （t （[ 5] 反粒子 叫反夸克 ，在对应的夸克符号上加一横作为标记，例如u 反物质 一样，反夸克跟对应的夸克有着相同的质量、平均寿命 及自旋 ，但两者的电荷 及其他荷 的正负则相反[ 10]
夸克的自旋为1 ⁄2 ，因此根据自旋统计定理 ，它们是费米子 。它们遵守泡利不相容原理 ，即两个相同的费米子，不能同时拥有相同的量子态 。这点跟玻色子 相反（拥有整数自旋的粒子），在相同的量子态上，相同的玻色子没有数量限制[ 11] 轻子 不同的是，夸克拥有色荷 ，因此它们会参与强相互作用 。因为这种夸克间吸引力的关系，而形成的复合粒子，叫做“强子 ”（见下文强相互作用与色荷 部分）。
在强子中决定量子数 的夸克叫“价夸克”；除了这些夸克，任何强子都可以含有无限量的虚 （或“海 ”）夸克、反夸克，及不影响其量子数的胶子 [ 12] 重子 ，及带一个价夸克和一个反价夸克的介子 [ 13] 原子核 的基础材料[ 14] 重子列表 及介子列表 ），它们的不同点在于其所含的夸克，及这些内含物所赋予的性质。而含有更多价夸克的“奇异”强子 ，如四夸克粒子 （q q 五夸克粒子 （q [ 15] [ 注 1] [ 15] [ 16]
基本费米子被分成三代 ，每一代由两个轻子和两个夸克组成。第一代有u夸克及d夸克，第二代有s夸克及c夸克，而第三代则有t夸克及b夸克。过去所有搜寻第四代基本粒子的研究均以失败告终[ 17] [ 注 2] [ 18] 弱相互作用 ，衰变 成代数较低的粒子。在自然中，只有第一代夸克（u夸克及d夸克）是常见的。较重的夸克只能通过高能碰撞来生成（例如宇宙射线 ），而且它们很快就会衰变；然而，科学家们相信大爆炸 后，第一秒的最早部分会存有重夸克，那时宇宙处于温度及密度极高的状态（夸克时期 ）。重夸克的实验研究都在人工的环境下进行，例如粒子加速器 [ 19]
同时拥有电荷、质量、色荷及味，夸克是唯一一种能经受现代物理全部四种相互作用的已知粒子，这四种作用为：电磁、重力、强相互作用及弱相互作用[ 14] 普朗克能量 ）及距离尺度（普朗克距离 ）下，重力实在是小得微不足道。然而，由于现时仍没有成功的量子引力理论 ，所以标准模型并不描述重力。
关于六种夸克味更完整的概述，可见于下文中的列表 。
夸克的电荷值为分数 ——基本电荷 的−1 ⁄3 2 ⁄3 2 ⁄3 1 ⁄3 2 ⁄3 1 ⁄3 强子 的电荷，为组成它的夸克的电荷总和，所以所有强子的电荷均为整数：三个夸克的组合（重子）、三个反夸克（反重子），或一个夸克配一个反夸克（介子），加起来电荷值都是整数[ 52] [ 14]
自旋是基本粒子的一种内在特性，它的方向是一项重要的自由度 。在视像化时，有时它会被视为一沿着自己中轴转动的物体（所以名叫“自旋 ”）。
自旋可以用矢量 来代表，其长度可用约化普朗克常数 ħ 来量度。量度夸克时，在任何轴上量度自旋的矢量分量 ，结果皆为+ħ /2或−ħ /2；因此夸克是一种自旋1 ⁄2 粒子[ 51] :80–90 。沿某一轴（惯例上为z轴）上的旋转分量，一般用上箭头↑来代表+1 ⁄2 1 ⁄2 1 ⁄2 [ 53]
图为β衰变 的费曼图 ，时间箭头向上。CKM矩阵（详见下文）包含了β及其他夸克衰变的发生概率。 夸克只能通过弱相互作用，由一种味转变成另一种味，弱相互作用是粒子物理学的四种基本相互作用 之一。任何上型的夸克（上、粲及t夸克），都可以通过吸收或释放一W玻色子 ，而变成下型的夸克（下、奇及b夸克），反之亦然。这种变味机制正是导致β衰变 这种放射 过程的原因，在β衰变中，一中子（电子 （− 电中微子 （ν − − [ 31] :307ff 。
→
+
− +
ν （β衰变，重子标记）
→
+
− +
ν （β衰变，夸克标记）
β衰变及其逆过程“逆β过程 ”在医学上都有常规性的应用，例如正电子发射计算机断层扫描 。这两个过程在高能实验中也有应用，例如中微子探测 。
图为六种夸克间弱相互作用的强度 。线的“深浅”由CKM矩阵 的元决定。 尽管所有夸克的变味过程都一样，每一种夸克都偏向于变成跟自己同一代的另一夸克。所有味变的这种相对趋势，都是由一个数学表 来描述，叫卡比博-小林-益川矩阵 （CKM矩阵）。CKM矩阵内所有数值的大约大小 如下[ 54]
[
|
V
u
d
|
|
V
u
s
|
|
V
u
b
|
|
V
c
d
|
|
V
c
s
|
|
V
c
b
|
|
V
t
d
|
|
V
t
s
|
|
V
t
b
|
]
≈
[
0.974
0.225
0.003
0.225
0.973
0.041
0.009
0.040
0.999
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}|V_{\mathrm {ud} }|&|V_{\mathrm {us} }|&|V_{\mathrm {ub} }|\\|V_{\mathrm {cd} }|&|V_{\mathrm {cs} }|&|V_{\mathrm {cb} }|\\|V_{\mathrm {td} }|&|V_{\mathrm {ts} }|&|V_{\mathrm {tb} }|\end{bmatrix}}\approx {\begin{bmatrix}0.974&0.225&0.003\\0.225&0.973&0.041\\0.009&0.040&0.999\end{bmatrix}}}
其中V ij i 变成夸克味j （反之亦然）的可能性[ 注 4]
轻子（上图β衰变中在W玻色子右边的粒子）也有一个等效的弱相互作用矩阵，叫庞蒂科夫-牧-中川-坂田矩阵 （PMNS矩阵）[ 55] [ 56]
不论种类，强子的总色荷为零。 夸克有一种叫“色荷 ”的性质。色荷共分三种，可任意标示为“蓝”、“绿”及“红”[ 注 5] [ 57]
掌管夸克间吸引及排斥的系统，是由三种色的各种不同组合所负责，叫强相互作用 ，它是由一种叫胶子 的规范玻色子 所传递的；下文中有关于胶子更详细的讨论。描述强相互作用的理论叫量子色动力学 （QCD）。一个带某色荷的夸克，可以和一个带对应反色荷的反夸克，一起生成一束缚系统 ；三个（反）色荷各异的（反）夸克，也就是三种色每种一个，同样也可以束缚在一起。两个互相吸引的夸克会达至色中性：一夸克带色荷ξ，加上一个带色荷−ξ的反夸克，结合后色荷为零（或“白”色），成为一个介子。跟基本光学 的颜色叠加 一样，把三个色荷互不相同的夸克或三个这样的反夸克组合在一起，就会同样地得到“白”的色荷，成为一个重子或反重子[ 58]
在现代粒子物理学中，联系粒子相互作用的，是一种叫规范对称 的空间对称群 （见规范场论 ）。色荷SU(3) （一般简写成SU(3)c ）是夸克色荷的规范对称，也是量子色动力学的定义对称[ 32] :part III 。物理学定律不受空间的方向（如x、y及z）所限，即使坐标轴旋转到一个新方向，定律依然不变，量子色动力学的物理也一样，不受三维色空间的方向影响，色空间的三个方向分别为蓝、红和绿。SU(3)c 的色变与色空间的“旋转”相对应（数学上，色空间是复数空间 （英语 ： Complex space f ，下面都有三种小分类f B 、f G 和f R ，对应三种夸克色蓝、绿和红[ 59] c 的基本表示 [ 60] c 应是局部的，这个要求换句话说，就是容许变换随空间及时间而定，所以说这个局部表示决定了强相互作用的性质，尤其是有八种 载力用胶子 这一点[ 32] :part III [ 61]
在提及夸克质量时，需要用到两个词：一个是“净夸克 （英语 ： Current quark 组夸克 （英语 ： Constituent quark 胶子场 的质量[ 62] 量子色动力学束缚能 （QCBE）——就是它为强子提供了这么多的质量（见狭义相对论中的质量 ）。例如，一个质子的质量约为938 MeV/c2 ，其中三个价夸克大概只有11 MeV/c2 ；其余大部分质量都可以归咎于胶子的QCBE[ 63] [ 64]
标准模型假定所有基本粒子的质量，都是来自希格斯机制 ，而这个机制跟希格斯玻色子 有关系。t夸克有着很大的质量，一个t夸克大约跟一个金原子核一样重（~171 GeV/c2 ）[ 63] [ 65] [ 66]
下表总结了六种夸克的关键性质。每种夸克味都有自己的一组味量子数 （同位旋 （I 3 ）、粲数 （C ）、奇异数 （S ）、顶数 （T ）及底数 （B ′）），它们代表着夸克系统及强子的一些特性。因为重子由三个夸克组成，所以所有夸克的重子数 （B ）均为+1 ⁄3 Q ）及其他味量子数（B 、I 3 、C 、S 、T 及B ′）都跟夸克的差一个正负号。质量和总角动量 （J ；相等于点粒子的自旋）不会因为反粒子而变号。
夸克 按其特性分为三代，如下表所示：
夸克味的性质 [ 63]
名称
符号
质量（MeV/c 2 ）*
J
B
Q
I 3
C
S
T
B′
反粒子
反粒子符号
第一代 上
1.7 to 3.3
1 ⁄2 +1 ⁄3
+2 ⁄3
+1 ⁄2
0
0
0
0
反上
u
下
4.1 to 5.8
1 ⁄2 +1 ⁄3
−1 ⁄3
−1 ⁄2
0
0
0
0
反下
d
下一代
第二代 粲
7003127000000000000♠ 1270+70 1 ⁄2 +1 ⁄3
+2 ⁄3
0
+1
0
0
0
反粲
c
奇
7002101000000000000♠ 101+29 1 ⁄2 +1 ⁄3
−1 ⁄3
0
0
−1
0
0
反奇
s
下一代
第三代 顶
7005172000000000000♠ 172000 ± 9001 ⁄2 +1 ⁄3
+2 ⁄3
0
0
0
+1
0
反顶
t
底
7003419000000000000♠ 4190+180 1 ⁄2 +1 ⁄3
−1 ⁄3
0
0
0
0
−1
反底
b
J = 总角动量 、B = 重子数 、Q = 电荷 、I 3 = 同位旋 , C = 粲数 、S = 奇异数 、T = 顶数 及B ′ = 底数 。7003419000000000000♠ 4190+180 量测不确定度 。以t夸克为例，第一个不确定度是自然中的随机 ，第二个是系统的 。注：每一味夸克都具有红、绿及蓝三种色的版本，但对上表所列的性质而言，三种版本都一样，故不列出。
就像量子色动力学 所描述的，夸克间的强相互作用 由胶子传递，胶子是无质量的矢量 （英语 ： Vector boson 规范玻色子 。每一个胶子带有一种色及一种反色。在粒子相互作用的标准框架下（它是通用表述摄动理论 的一部分），胶子通过发射与吸收虚粒子 ，不断在夸克间进行交换。当胶子在夸克间转换时，两者的色荷都会改变；例如一红夸克在发射出一红－反绿胶子后，它就会变成绿夸克，又例如一绿夸克在吸收了一红－反绿胶子，它就会变成红夸克。因此，尽管夸克的色不断在变，但是它们间的强相互作用是维持着的[ 67] [ 68] :45-47 [ 69] :85 。
由于胶子带色荷，所以它们自己能发射及吸收其他胶子。因此导致“渐近自由 ”：当两个夸克间的距离愈来愈近时，它们之间的色动束缚力就愈来愈弱[ 69] :400ff 。相反地，当夸克间的距离愈来愈远时，束缚力就愈来愈强。色场开始受到“应力”影响而不稳定，就像橡皮筋拉长时受应力 影响而快断开一样，于是色场就会自发地生成许多合适色荷的胶子，来强化色场。当能量过了一个底限时，就会开始生成 夸克和反夸克对。这些对与分离中的夸克束缚在一起，形成新的强子。这个现象叫“夸克禁闭 ”：夸克不能单独存在[ 68] :295–297 [ 70] 强子化 （英语 ： Hadronization [ 71]
除影响量子数 的价夸克 （(虚 夸克－反夸克对（q 湮灭 时，会产生一个胶子 。于是胶子就会持续地分裂与生成，形成所谓的“海”[ 72] [ 73]
夸克物质的性质描述相图 。图中准确的细节，仍是进行中的研究课题[ 74] [ 75] 在足够极端的条件下，夸克可能会脱离禁闭，成为自由粒子。在渐近自由 的演变下，高温时的强相互作用变得较弱。最后，色禁闭会失效，形成一股超热等离子体 ，由自由移动的夸克与胶子组成。这种物质的理论相叫夸克－胶子浆 [ 76] 7012190000000000000♠ (1.90± 0.02)× 1012 开尔文 [ 77] 欧洲核子研究组织 在1980年代至90年代间尝试过许多次），但是在相对论性重离子对撞机 的近期实验中，有证据指出像液体的夸克物质，能展示出“近乎完美”的流体运动 [ 78]
夸克－胶子浆的特点是，相对于上及d夸克对的数量，重夸克对的数量大幅提升。宇宙学家们相信，在大爆炸 后10−6 秒之前（夸克时期 ），宇宙里充满着这种夸克－胶子浆，因为当时的温度实在太高，重子会不稳定[ 79]
当重子密度足够高时，且温度相对地低——大概可以跟中子星 相比的条件——根据理论预测，夸克物质会退化成一弱作用夸克的费米液体 。这种液体的特点是，它是由带色夸克的库珀对 凝聚而成的，因此会对局部SU(3)c 对称性造成破缺 。由于库珀对含有色荷，所以这样的一种夸克物质相，叫色超导体 （英语 ： Color superconductivity [ 80]
^ 2000年代初，有几个研究小组声称，已证实了四夸克粒子与五夸克粒子的存在。尽管四夸克粒子的情况目前仍在争论中，但是所有五夸克候选粒子都已被证实不存在。
^ 主要证据是基于0 共振宽度 ，它限制了第四代中微子的质量，此时质量需要大于~7001450000000000000♠ 45 GeV/c 2 7000200000000000000♠ 2 MeV/c 2
^ 在弱相互作用下的一个反应中，当左右被逆转（P对称 ），且粒子被换成反粒子（C对称）后，CP破坏会使这个反应的前后不一样。
^ 从一夸克衰变至另一夸克的实际概率，是一个包含衰变夸克质量、衰变产物 质量及对应CKM矩阵元等变数的复杂函数。该概率与CKM矩阵对应项(|V ij 2 ) 的平方成正比（但不相等）。
^ 尽管名字中有颜色，色荷跟可见光的色谱并没有关系。
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