فيزياء الجسيمات فرع من فروع الفيزياء يدرس الجسيمات الذرية. وتشمل هذه الجسيمات تحت الذرية الأجزاء الأساسية الثلاثة للذرة وهي البروتونات موجبة الشحنة، والإلكترونات سالبة الشحنة، والنيوترونات المتعادلة كهربائيًا. فالبروتونات والنيوترونات تكوِّن نواة الذرة، بينما تدور الإلكترونات حول هذه النواة. وهناك جسيمات كثيرة داخل النواة غير ثابتة وغير مرئية، وهذه الجسيمات تظهر قبيل انحلال (تفكك) الذرة إلى جسيمات أدق. وقد تفرعت فيزياء الجسيمات من الفيزياء النووية بعد أن اكتشف الباحثون هذه الجسيمات الدقيقة غير الثابتة. وأدى اكتشافهم هذا إلى أن البروتونات والنيوترونات تتكون من جسيمات أدق منها.