Deeltjiefisika is ’n onderafdeling van fisika wat die aard bestudeer van subatomiese deeltjies waaruit alle materie en straling bestaan. Ook die interaksie tussen die deeltjies word ondersoek. Die huidige stel basiese velde en hul dinamika word saamgevat in ’n teorie bekend as die Standaardmodel. Baie van die deeltjies kom nie onder gewone omstandighede in die natuur voor nie en kan net voortgebring en waargeneem word tydens hoë-energie-botsings met ander deeltjies. Dié botsings word veroorsaak in deeltjieversnellers, soos die Groot Hadronversneller op die grens tussen Frankryk en Switserland wat in 2008 deur die Europese Organisasie vir Kernnavorsing (CERN) in gebruik geneem is. Navorsing in moderne deeltjiefisika fokus op subatomiese deeltjies, insluitende elektrone, protone en neutrone. Laasgenoemde twee is saamgestelde deeltjies wat uit kwarke bestaan. Die ander deeltjies wat bestudeer word, is afkomstig van radio-aktiewe en verspreidingsprosesse – dit sluit in fotone, neutrino's en muone, sowel as ’n wye verskeidenheid eksotiese deeltjies (’n soort teoretiese deeltjie). Die term "deeltjie" is eintlik verkeerd. Die dinamika van deeltjiefisika word bepaal deur kwantummeganika. As sulks tree hulle soms op as deeltjies en soms as golwe.