A barionok és mezonok összetett szubatomi részecskék, amelyek elemi objektumokból, a kvarkokból épülnek fel. Hatféle kvarkra és a hozzájuk tartozó antikvarkokra van szükség ahhoz, hogy az összes ismert hadront meg lehessen magyarázni. A kvarkok hat fajtája vagy “íze” az up, down, charm, strange, top és bottom neveket kapta. Ezeknek a kissé szokatlan neveknek a jelentése nem fontos; több okból is keletkeztek. Ami fontos, az az a mód, ahogyan a kvarkok a különböző szinteken hozzájárulnak az anyaghoz, és az általuk hordozott tulajdonságok.
A kvarkok szokatlanok abban, hogy olyan elektromos töltéseket hordoznak, amelyek nagyságrendileg kisebbek, mint az e, az elektron töltésének nagysága (1,6 × 10-19 coulomb). Erre azért van szükség, hogy a kvarkok egyesülve adják a megfigyelt részecskék megfelelő elektromos töltését, ami általában 0, +e vagy -e. Csak kétféle kvark szükséges a protonok és neutronok, az atommagok alkotóelemeinek felépítéséhez. Ezek az up kvark, amelynek töltése +2/3e, és a down kvark, amelynek töltése -1/3e. A proton két up kvarkból és egy down kvarkból áll, ami összesen +e töltést ad neki. A neutron viszont egy up kvarkból és két down kvarkból épül fel, így nettó töltése nulla. A felfelé és lefelé mutató kvarkok egyéb tulajdonságai is összeadódnak, így adódnak a proton és a neutron mért értékei. Például a kvarkok spinje 1/2. Ahhoz, hogy egy proton vagy egy neutron jöjjön létre, amelyek spinje szintén 1/2, a kvarkoknak úgy kell egymáshoz igazodniuk, hogy a három spinből kettő kioltja egymást, így a nettó érték 1/2 marad.
A fel- és lefelé mutató kvarkok a protonokon és neutronokon kívül más részecskéket is alkothatnak. Például a három kvark spinjei úgy is elrendezhetők, hogy azok nem semlegesítik egymást. Ebben az esetben rövid életű rezonanciaállapotokat képeznek, amelyeknek a delta vagy Δ nevet adták. A delta spinek 3/2-esek, és a fel- és lefelé mutató kvarkok négy lehetséges konfigurációban kombinálódnak -uuu, uud, udd és ddd -, ahol u és d a fel- és lefelé mutatót jelenti. Ezeknek a Δ állapotoknak a töltése +2e, +e, 0, illetve -e.
A fel és le kvarkok kombinálódhatnak antikvarkjaikkal is, hogy mezonokat alkossanak. A pi-mezon vagy pion, amely a legkönnyebb mezon és a kozmikus sugárzás fontos összetevője, három formában létezik: e (vagy 1), 0 és -e (vagy -1) töltéssel. A pozitív állapotban egy up kvark egy down antikvarkkal egyesül; egy down kvark egy up antikvarkkal együtt alkotja a negatív piont; a semleges pion pedig két állapot -uu és dd – kvantummechanikai keveréke, ahol a betű fölötti sáv az antikvarkot jelzi.
A up és down a kvarkok legkönnyebb fajtái. Valamivel nehezebb a kvarkok egy második párja, a charm (c) és a strange (s), amelyek töltése +2/3e, illetve -1/3e. A harmadik, még nehezebb kvarkpár a top (vagy truth, t) és bottom (vagy beauty, b) kvarkokból áll, szintén +2/3e és -1/3e töltéssel. Ezek a nehezebb kvarkok és antikvarkjaik a felfelé és lefelé mutató kvarkokkal és egymással kombinálva különféle hadronokat hoznak létre, amelyek mindegyike nehezebb, mint az alap proton és pion, amelyek a barionok, illetve mezonok legkönnyebb fajtáit képviselik. Például a lambda (Λ) nevű részecske egy u, d és s kvarkokból felépülő barion; tehát olyan, mint a neutron, de a d kvarkot egy s kvarkkal helyettesíti.