Die Teilchenphysik ist eine Sparte der Physik, welche sich der Erforschung der Teilchen widmet. Beschränkte sich dies gegen Ende des 19. Jahrhunderts auf Moleküle, Atome, Nukleonen und Leptonen, so liegt der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeit heute auf den Elementarteilchen.

In der modernen Teilchenphysik geschieht die experimentelle Überprüfung physikalischer Modelle primär durch Teilchenbeschleuniger, in denen verschiedene Teilchen aufeinander geschossen werden (beispielsweise Elektronen auf Positronen ). Anhand der entstehenden Reaktionsprodukte, deren Verteilung in den Teilchen- und Strahlungsdetektoren und der Energie- und Impulsbilanz lassen sich neue und bekannte Teilchen identifizieren.

Diese Experimente finden bei sehr hohen Schwerpunktsenergien der Teilchen statt, weshalb man mittlerweiler häufig von der Hochenergiephysik statt der Teilchenphysik spricht. Diese umfasst jedoch auch schwerionenphysikalische Experimente bei hohen Energien.

Als sich die Zahl der bekannten Elementarteilchen immer weiter vergrößerte, widmete man sich der Ordnung dieser Partikel nach ihren Eigenschaften, und begann gleichzeitig Vorhersagen über noch nicht beobachtete Teilchen aufzustellen. Der gegenwärtige Stand der Teilchenphysik - und viele ihrer Vorhersagen - ist im Standardmodell zusammengefasst.