Ένα κουάρκ είναι ένα μικροσκοπικό θεωρητικό σωματίδιο που συνθέτει πρωτόνια και νετρόνια στον ατομικό πυρήνα. Μαζί με τα γκλουόνια, τα κουάρκ συνθέτουν επίσης περισσότερα εξωτικά αδρόνια όπως τα μεσόνια, τα οποία δεν είναι σταθερά. Ονομάζεται θεωρητικό γιατί, ενώ υποθέτουμε ότι η ύπαρξή του οδηγεί σε μια καλύτερη θεωρία της φυσικής, δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ άμεσα.
Μαζί με τα λεπτόνια – ηλεκτρόνια, μιόνια, το ταυ και τα σχετικά νετρίνα και αντισωματίδια τους – τα κουάρκ αποτελούν όλη την ορατή ύλη στο σύμπαν. Είναι τα μόνα θεμελιώδη σωματίδια που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω και των τεσσάρων θεμελιωδών δυνάμεων: ισχυρή πυρηνική δύναμη, ασθενής πυρηνική δύναμη, ηλεκτρομαγνητική δύναμη και βαρύτητα. Μια βασική ιδιότητα αυτών των σωματιδίων είναι ο περιορισμός — όλα τα κουάρκ συνθέτουν αδρόνια και αναγκαστικά δεν είναι ποτέ ανεξάρτητα. Οι περιγραφές των φυσικών τους ιδιοτήτων προέκυψαν από την κβαντική χρωμοδυναμική (QCD), τη θεωρία της ισχυρής πυρηνικής δύναμης που συγκρατεί τον ατομικό πυρήνα.
Όπως όλα τα άλλα υποατομικά σωματίδια, τα κουάρκ μπορούν να περιγραφούν εξαντλητικά με τρεις κβαντικούς αριθμούς: spin J, ισοτιμία P και μάζα m. Επειδή δεν απομονώνονται ποτέ, αυτές οι ιδιότητες πρέπει να συναχθούν παρατηρώντας τα μεγαλύτερα σωματίδια που αποτελούν. Υπάρχουν έξι γνωστοί τύποι: πάνω, κάτω, γοητεία, περίεργα, πάνω και κάτω. Αυτά τα ονόματα είναι καθαρά αυθαίρετα και δεν υποδηλώνουν τίποτα για τις ιδιότητες κάθε κουάρκ.
Η κανονική ύλη που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος αποτελείται από κουάρκ πάνω και κάτω, τα οποία είναι τα ελαφρύτερα από τα σωματίδια. Ένα πρωτόνιο αποτελείται από δύο πάνω και ένα κάτω κουάρκ, ενώ ένα νετρόνιο από δύο κουάρκ κάτω και ένα προς τα πάνω.
Τα κουάρκ έχουν ποικίλες μάζες, οι οποίες μετρώνται σε GeV (giga electron-volt) σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός στο τετράγωνο. Τα υποατομικά σωματίδια μετρώνται με βάση την ενέργεια που παράγουν και όχι τη μάζα σε γραμμάρια. Το down κουάρκ είναι περίπου δύο φορές πιο μαζικό από το up. Το περίεργο είναι περίπου 20 φορές πιο μαζικό από το down κουάρκ. Το κουάρκ γοητείας είναι περίπου 10 φορές πιο μαζικό από αυτό, ακολουθούμενο από το κάτω μέρος, το οποίο είναι περίπου τρεις φορές πιο μαζικό από το προηγούμενο, και τέλος το κορυφαίο κουάρκ, το οποίο είναι το πιο μαζικό από όλα. Η αυξανόμενη μάζα τείνει να αντιστοιχεί στη σπανιότητα του σωματιδίου και απαιτεί πιο εξωτικές φυσικές συνθήκες για την εκδήλωσή του.
Οι φυσικοί βρίσκονται σε επιφυλακή για την θεωρητική ύλη κουάρκ, ένα υποθετικό πλέγμα που αποτελείται από συνεχή κουάρκ που συνδέονται με γκλουόνια. Δεν είναι ακόμη γνωστό εάν αυτό το είδος ύλης είναι φυσικά εφικτό. Αν ναι, πιθανότατα θα βρισκόταν στον πυρήνα εξαιρετικά συμπαγών αστεριών που δεν έχουν ακόμη καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα.