En kvark är en liten teoretisk partikel som utgör protoner och neutroner i atomkärnan. Tillsammans med gluoner utgör kvarkar också mer exotiska hadroner som mesoner, som inte är stabila. Det kallas teoretiskt eftersom man antar att dess existens ger en bättre fysikteori, men det har aldrig observerats direkt.
Tillsammans med leptoner – elektroner, myoner, tau och deras associerade neutriner och antipartiklar – utgör kvarkar all synlig materia i universum. De är de enda fundamentala partiklarna som interagerar med varandra genom alla fyra grundläggande krafter: stark kärnkraft, svag kärnkraft, elektromagnetisk kraft och gravitation. En grundläggande egenskap hos dessa partiklar är inneslutning – alla kvarkar utgör hadroner och är nödvändigtvis aldrig oberoende. Beskrivningar av deras fysikaliska egenskaper framkom från kvantkromodynamik (QCD), teorin om den starka kärnkraft som håller samman atomkärnan.
Liksom alla andra subatomära partiklar kan kvarkar beskrivas uttömmande med tre kvanttal: spin J, paritet P och massa m. Eftersom de aldrig isoleras, måste dessa egenskaper härledas genom att observera de större partiklarna de utgör. Det finns sex kända typer: upp, ner, charm, konstigt, topp och botten. Dessa namn är rent godtyckliga och antyder ingenting om varje kvarks egenskaper.
Den normala materia som utgör majoriteten av universum är gjord av upp- och nedkvarkar, som är de lättaste av partiklarna. En proton är gjord av två upp- och en ner-kvarkar, medan en neutron är gjord av två ned- och en upp-kvarkar.
Kvarkar har varierande massor, som mäts i GeV (giga elektronvolt) över ljusets hastighet i kvadrat. Subatomära partiklar mäts i termer av energin de producerar snarare än massa i gram. Dunkvarken är ungefär dubbelt så massiv som uppåt. Det konstiga är ungefär 20 gånger så massivt som dunkvarken. Charmkvarken är ungefär 10 gånger så massiv som den, följt av botten, som är ungefär tre gånger så massiv som den förra, och slutligen toppkvarken, som är den mest massiva av alla. Ökande massa tenderar att motsvara bristen på partikeln och kräver mer exotiska fysiska förhållanden för dess manifestation.
Fysiker är på jakt efter teoretiserad kvarkmateria, ett hypotetiskt gitter gjord av kontinuerliga kvarkar sammankopplade med gluoner. Det är ännu inte känt om denna typ av materia är fysiskt möjlig. Om så är fallet skulle det troligen finnas i kärnan av extremt kompakta stjärnor som ännu inte har kollapsat till ett svart hål.