Ένα μιόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο με αρνητικό φορτίο που είναι παρόμοιο με ένα ηλεκτρόνιο στο ότι έχει αρνητικό φορτίο και παρόμοιο σπιν. Για απλότητα, συνήθως αντιπροσωπεύονται από το ελληνικό γράμμα mu, ή μ. Τα μιόνια θεωρούνται στοιχειώδη σωματίδια. Τα στοιχειώδη σωματίδια είναι υποατομικά σωματίδια που δεν είναι γνωστό ότι έχουν υποδομές. Ενώ ένα άτομο αποτελείται από πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και άλλα σωματίδια, τα στοιχειώδη σωματίδια δεν είναι γνωστό ότι αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια.
Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός μιονίου και ενός ηλεκτρονίου είναι η μάζα. Τα μιόνια περιέχουν περίπου 200 φορές μεγαλύτερη μάζα από τα ηλεκτρόνια. Ουσιαστικά, είναι πολύ πιο βαριές εκδοχές ηλεκτρονίων. Κατά συνέπεια, είναι πολύ πιο διεισδυτικά από τα ελαφρύτερα ηλεκτρόνια.
Μαζί με το ηλεκτρόνιο, το ταυόνιο και τα τρία νετρίνα, το μιόνιο θεωρείται λεπτόνιο. Τα λεπτόνια είναι μια από τις οικογένειες των στοιχειωδών σωματιδίων που θεωρούνται οι δομικοί λίθοι της ύλης. Το κουάρκ είναι ένα άλλο στοιχειώδες σωματίδιο που λαμβάνει αυτή την ταξινόμηση. Τα λεπτόνια και τα κουάρκ θεωρούνται ευρέως ως τα πιο βασικά δομικά στοιχεία της ύλης.
Ενώ μελετούσε την κοσμική ακτινοβολία το 1936, ο Carl D. Anderson, ένας Αμερικανός φυσικός, ανακάλυψε το μιόνιο. Παρατήρησε ότι τα σωματίδια κάμπτονταν σε διαφορετική γωνία από άλλα γνωστά υποατομικά σωματίδια όταν περνούσαν μέσα από ένα μαγνητικό πεδίο και διαπίστωσε ότι αυτό οφειλόταν σε μια διαφορά στη μάζα. Η ανακάλυψη του μιονίου συγκλόνισε την επιστημονική κοινότητα γιατί η ύπαρξή του ήταν εντελώς απροσδόκητη και απρόβλεπτη. Αμέσως μετά, ανακαλύφθηκαν πολλά άλλα διαφορετικά υποατομικά σωματίδια με διαφορετικές μάζες και ο όρος μιόνιο επινοήθηκε για να διακρίνει την ανακάλυψη του Άντερσον από τα υπόλοιπα.
Τα μιόνια σχηματίζουν μόνο γεγονότα και καταστάσεις πολύ υψηλής ενέργειας. Ούτε η κανονική ραδιενεργή διάσπαση ούτε η πυρηνική σύντηξη, όπως συμβαίνει σε πυρηνικούς αντιδραστήρες και πυρηνικές βόμβες, δεν είναι αρκετά ενεργητικά για να παράγουν μιόνια. Τα περισσότερα μιόνια που φτάνουν στη γη προέρχονται από μακρινές κοσμικές ακτίνες από το διάστημα. Όταν τα πρωτόνια της κοσμικής ακτίνας συγκρούονται με τους πυρήνες των σωματιδίων του αέρα της Γης, παράγονται μιόνια.
Όλα τα στοιχειώδη σωματίδια έχουν αντίστοιχα αντισωματίδια αντίθετου φορτίου. Ωστόσο, έχουν την ίδια φόρτιση και περιστροφή. Το αντισωματίδιο ενός μιονίου είναι το θετικά φορτισμένο αντιμιόνιο. Το αντιμιόνιο μερικές φορές ονομάζεται απλώς θετικό μιόνιο, καθώς έχει θετικό φορτίο.