反粒子是相對于正常粒子而言的,它們的質(zhì)量、壽命、自旋都與正常粒子相同,但是所有的內(nèi)部相加性量子數(shù)（比如電荷、重子數(shù)、奇異數(shù)等）都與正常粒子大小相同、符號相反.有一些粒子的所有內(nèi)部相加性量子數(shù)都為 0,這樣的粒子叫做純中性粒子,反粒子就是它本身,比如光子、π0介子等.并不是粒子物理學中的每種粒子都有這種意義上的反粒子,中微子就沒有反粒子,反中微子的定義與此不同.
反粒子的概念首先是1928年由英國物理學家狄拉克在他的空穴理論中提出的.1932年在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了正電子,證實了狄拉克的預言.1956年美國物理學家張伯倫在勞倫斯-伯克利國家實驗室發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子.進一步的研究發(fā)現(xiàn),狄拉克的空穴理論對玻色子不適用,因而不能解釋所有的粒子和反粒子.根據(jù)量子場論,粒子被看作是場的激發(fā)態(tài),而反粒子就是這種激發(fā)態(tài)對應的復共軛激發(fā)態(tài).
如果反粒子按照通常粒子那樣結(jié)合起來就形成了反原子.由反原子構(gòu)成的物質(zhì)就是反物質(zhì).