Un quark este o particulă teoretică minusculă care formează protoni și neutroni în nucleul atomic. Alături de gluoni, quarcii formează și hadroni mai exotici, cum ar fi mezonii, care nu sunt stabili. Se numește teoretic pentru că, deși presupunerea existenței sale face o teorie mai bună a fizicii, nu a fost niciodată observată direct.
Alături de leptoni – electroni, muoni, tau și neutrinii și antiparticulele asociate acestora – quarcii formează toată materia vizibilă din univers. Sunt singurele particule fundamentale care interacționează între ele prin toate cele patru forțe fundamentale: forță nucleară puternică, forță nucleară slabă, forță electromagnetică și gravitație. O proprietate de bază a acestor particule este izolarea – toți quarcii formează hadronii și nu sunt neapărat independenți. Descrierile proprietăților lor fizice au apărut din cromodinamica cuantică (QCD), teoria forței nucleare puternice care ține nucleul atomic împreună.
Ca toate celelalte particule subatomice, quarcii pot fi descriși exhaustiv prin trei numere cuantice: spin J, paritate P și masa m. Deoarece nu sunt niciodată izolate, aceste proprietăți trebuie deduse observând particulele mai mari pe care le alcătuiesc. Există șase tipuri cunoscute: sus, jos, farmec, ciudat, sus și jos. Aceste nume sunt pur arbitrare și nu sugerează nimic despre proprietățile fiecărui quarc.
Materia normală care alcătuiește cea mai mare parte a universului este formată din quarci sus și jos, care sunt cele mai ușoare dintre particule. Un proton este format din doi cuarci up și unul down, în timp ce un neutron este format din doi cuarci down și unul up.
Quarcii au mase diferite, care sunt măsurate în GeV (giga electron-volți) peste viteza luminii la pătrat. Particulele subatomice sunt măsurate în ceea ce privește energia pe care o produc, mai degrabă decât masa în grame. Cuarcul down este de aproximativ de două ori mai masiv decât cel sus. Ciudatul este de aproximativ 20 de ori mai masiv decât quarcul down. Cuarcul farmec este de aproximativ 10 ori mai masiv decât acesta, urmat de cel de jos, care este de aproximativ trei ori mai masiv decât ultimul și, în sfârșit, de quarcul de sus, care este cel mai masiv dintre toate. Creșterea masei tinde să corespundă deficitului de particule și necesită condiții fizice mai exotice pentru manifestarea acesteia.
Fizicienii caută materie de quarci teoretizată, o rețea ipotetică formată din quarci continui conectați prin gluoni. Nu se știe încă dacă acest tip de materie este posibil din punct de vedere fizic. Dacă da, probabil s-ar găsi în miezul unor stele extrem de compacte care încă nu s-au prăbușit într-o gaură neagră.