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Todos los quarks poseen masa, pero por ahora, no se ha podido medir directamente ésta, ya que normalmente cohabitan confinados por los protones y neutrones, salvo que los últimos sean sometidos a elevadas temperaturas y densidades, como se ha visto en experimentos recientes. Solo entonces, los quarks se liberan junto con los gluones y forman otro estado de la materia. Ello se debe que, apenas instantes después del gran estallido que debió haber dado inicio al universo, el enfriamiento que se produjo posteriormente encerró a los quarks y gluones dentro de los neutrones y protones que los contienen en el estado actual.
La teoría que describe y estudia los quarks y sus interacciones se llama cromodinámica cuántica, por una de las propiedades de esas partículas, conocida, por analogía, como «color» (de los cuales hay tres: rojo, azul y verde). Cada quark puede tener alguno de los tres «colores». Los hadrones se obtienen como combinación de estas partículas y sus antipartículas. Los bariones contienen tres quarks y los antibariones, tres antiquarks. Por su parte, los mesones están formados por una pareja quark-antiquark.
No es extraño que aparezca un tanto ridículo pretender que cosas tan pequeñas como los quarks sean coloreadas; sin embargo, los colores que se les ha asignado tienen un dejo de significado nominal. Estas partículas no pueden combinarse de cualquier manera. Una de las reglas que hay que seguir para armar cosas grandes está expresada en este lenguaje de colores. Se trata que al mezclarlos resulte un objeto blanco o sin color. Por ejemplo, el protón está hecho de tres quarks: uno rojo, uno verde, y uno azul, cuya combinación produce el blanco. ( Se comprueba girando rápidamente un objeto que contenga los tres colores).
Por otra parte, las reglas por las que se rige la formación de los hadrones observados a partir de quarks, son bastante y se ajustan a lo que se denomina el «modelo quárquico de hadrones». Se trata de un invento realizado en 1963 por Murria Gell-Mann, e, independientemente, por George Zweig para expresar las relaciones sistemáticas observadas entre hadrones. A continuación, describiremos sucintamente las normas del modelo quárquico.
Recuérdese que todas las partículas cuánticas tienen espín entero o semientero. Los hadrones con espín de medio entero se denominan «bariones». Los que tienen espín igual a un entero se denominan «mesones». Si designamos a cualquiera de los quarks u 1 d, s, c... con el símbolo genérico q, los bariones estarán compuestos por tres quarks.
q q q
mientras que los antibariones estarán compuestos por tres antiquarks:
Pero tenemos otra gran subdivisión de los hadrones, los mesones de espín entero que se componen de un quark y un antiquark:
Con estas normas elementales se puede comprobar que todos los bariones y mesones, dados quarks de carga fraccional de 2/3 y -1/3 y antiquarks de carga -2/3 y 1/3, tienen cargas de valor entero cero, ± 1, ±2, exactamente las observadas en el laboratorio. Por ejemplo, el protón se compone de tres quarks:
protón - uud
mientras que el neutrón está formado por tres quarks:
neutrón - udd
Dado que el quark u tiene carga 2/3 y el quark d tiene carga eléctrica -'/3, vemos que la carga del protón es 2 /3 + 2/3 -'/3 = +1 y la del neutrón
2 /3 - '/3 - 1/3 = 0, justo la carga correspondiente.
Otros hadrones, las llamadas partículas «extrañas», pueden componerse de quarks si sustituimos un quark «d» por un quark «s». Por ejemplo, la lambda, una partícula «extraña» observada en el laboratorio, está formada por quarks mediante la sustitución de uno de los quarks d en el neutrón por un quark s:
lanbda - usd
Asimismo, todos los hadrones observados pueden formarse con quarks.
Dentro de los hadrones, los quarks pueden orbitarse unos a otros en una variedad infinita de configuraciones diversas, y cada una de estas configuraciones corresponde a otro hadrón. Normalmente sólo se observan en el laboratorio las configuraciones orbitales de menor energía, como el protón, el neutrón o la partícula lambda. Las configuraciones de energía más elevada son muy inestables y se desintegran en seguida en las de energía más baja.
Así pues, aunque los quarks no pueden detectarse solitariamente en forma directa, pueden utilizarse para formar todos los hadrones de interacción fuerte. Los leptones, por otra parte, pueden detectarse directamente. Pero si ignoramos las diferencias en su modo de aparecer en la naturaleza, quarks y leptones se asemejan: ambos son partículas puntiformes con espín un medio y parecen distribuirse en tres familias. Esta observación será el punto de apoyo de los saltos especulativos que pretenden formular una teoría unificada de quarks y leptones.
Los quarks fueron introducidos en el mundo de las partículas por Murria Gell-Mann, Premio Nobel 1969. Su propugnación se debe a la sensación que existía por los años 60' de la existencia de centenares de partículas aparentemente elementales, pero que se sospechaban divisibles, aunque sin saber cómo lo serían. Gell-Mann propuso, en 1963, que protones, neutrones y una cantidad de partículas similares (los hadrones) estaban compuestos por dos o tres constituyentes hasta entonces desconocidos a los que llamó «quarks». El nombre fue inspirado por la frase «Three quarks for Muster Mark», que aparece en la última obra del famoso escritor James Joyce, Finnegans Wake. Sin embargo la enigmática palabra «quark» no aparece en el diccionario inglés, no se sabe qué significa originalmente ¡ni hay acuerdo sobre cómo se pronuncia! (Gell-Mann dice que Joyce lo usó para evocar el sonido que emiten las gaviotas). En alemán quiere decir «quesillo», pero este significado parece ser accidental. Qué exactamente inspiró el nombre, no lo sabemos. Se dice que Gell-Mann buscaba una palabra que sonara como «fork» (tenedor, en español), pero esto no es seguro. Quizás su denominación se debió a la dificultad de denominar lo misterioso,
aquello cuyas propiedades se ignoran.
Pero, ¿y las interacciones entre quarks y leptones? Estas interacciones han de ser importantes porque unen a los quarks, pero no a los leptones. Según el «modelo estándar», esas interacciones se efectúan por medio del otra clase de partículas cuánticas, los denominados gluones, el último grupo de cuantos del modelo.
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, etc. 
