物质微观结构的探索永远是物理学的前沿，是带动各学科发展的最重要的研究方向。粒子物理有许多未解决的问题需要研究。例如粒子质量起源，超对称有没有？暗物质、暗能量是什麽？等等。从实验的角度讲，粒子物理的发展可分为依赖于加速器的研究和不依赖加速器的研究。 

依赖于加速器的粒子物理

　　——加速器向高能量发展，欧洲大型强子对撞机LHC（右图），能量为7TeV + 7TeV的质子-质子对撞机（1 TeV=1000GeV），预计2008年开始运行。主要任务是寻找和粒子质量起源有关的西格斯（Higgs）粒子和超对称伴子。所谓超对称是指费米子和玻色子对称。每个费米子都有相应的玻色子（超对称伴子）反之亦然！重的超对称伴子可能是宇宙空间冷暗物质的候选者。

　　宇宙空间暗物质约占23%，主要是冷暗物质，重子约占4%，可见物质（星、尘）< 1%，另外73%是暗能量（左图）。最新实验表明，宇宙在加速膨胀，并且可能是平坦的。 

　　目前国际上正在讨论建造能量更高的正负电子直线对撞机ILC，单束能量在500GeV到1TeV，研究的问题和LHC相近。

　　——加速器向高亮度发展，有B介子工厂（正负电子对撞机）：日本的KEK（3.5GeV + 8GeV）；美国的SLAC（3.1GeV + 9GeV）。这两个对撞机可产生大量B介子，用来研究CP不守恒的起源等问题，运行以来取得了许多重大研究成果。　

非加速器粒子物理（不依赖加速器的粒子物理） 

　　中微子振荡：日本超级神冈用宇宙线在大气中微子实验发现中微子有振荡，表明nm中微子质量不为零。 

　　太阳中微子失踪的实验也证实ne中微子质量也不为零。世界各国都在建造大型中微子探测器来研究大气中微子、太阳中微子和核反应堆出来的反中微子的振荡问题。中国的大亚湾反应堆中微子实验就是利用核反应堆产生的反中微子来测量中微子混合角θ₁₃。

 　　同时，各国也在建造大型宇宙线探测器，包括几平方公里到几百平方公里的大型阵列探测器（例如西藏羊八井探测器），来研究高能宇宙线的广延大气簇射和宇宙线起源等问题。