1954年，楊振寧和米爾斯提出的楊-米爾斯理論（又稱規範場理論）在應用於弱相互作用以及強相互作用研究時遇到了障礙：由於規範理論的規範對稱性禁止規範玻色子帶有任何質量，這與實驗中的觀測不相符合，不解決此問題整個研究就失去了基礎。
格拉肖1961年提出的弱電統一模型沒有解決零質量規範粒子的困難 。1962年，每一個自發對稱性破缺都被證明必定伴隨著一個無質量無自旋的粒子，問題依然存在。
1964年，英國科學家希格斯（Peter Ware Higgs，1929- ）（左圖）提出了一種克服規範場粒子零靜止質量困難的方法。他引入一種標量粒子（後稱為希格斯粒子），通過這種粒子的真空自發破缺，可以使與被破缺的規範對稱性相對應的規範場獲得靜止質量。
1967年，溫伯格和薩拉姆在格拉肖弱電統一原始模型的基礎上，借鑑希格斯的方法發展和完備了弱電統一規範理論。弱電統一理論的預言與實驗符合得很好，特別是它所預言的中間玻色子W±和Z0於1983年在歐洲核子中心的實驗中觀測到了，它們的質量與主要性質都和理論預言符合得相當好。
粒子物理學標準模型以夸克模型為結構載體，在弱電統一理論以及量子色動力學的基礎上逐步建立和發展起來。格拉肖等人被稱為標準模型的奠基人。
標準模型描述了與電磁力、強作用力、弱作用力三種基本力（沒有描述重力）及組成所有物質的基本粒子的所有物理現象，可很好地解釋和描述基本粒子的特性及相互間的作用。
標準模型根據自旋將粒子分成分為費米子和玻色子兩大類，就好像世界上人類的性別一樣重要。費米子（指組成物質的粒子，如輕子中的電子、組成質子和中子的夸克、中微子），有半整數自旋（如1/2，3/2，5/2等），玻色子（指傳遞作用力的粒子，如傳遞電磁力的光子、介子、傳遞強核力的膠子、傳遞弱核力的W和Z玻色子）有整數自旋（如0，1，2等）。自旋的差異使費米子和玻色子有完全不同的特性。費米子擁有半整數的自旋並遵守泡利不兼容原理；玻色子則擁有整數自旋而並不遵守泡利不兼容原理。
費米子可以分為三個“世代”。第一代包括電子、上及下夸克及電子中微子。所有普通物質都是由這一代的粒子所組成；第二及第三代粒子只能在高能量實驗中製造出來，且在短時間內衰變成第一代粒子。這些粒子排列成三代是因為每一代的四種粒子與另一代相對應的四種粒子的性質幾乎一樣，唯一的分別就是它們的質量。
當美國費米實驗室1995年3月2日向全世界宣佈發現了“頂夸克”時，標準模型所預言的61個基本粒子中的60個都已經得到了實驗數據的支持與驗證，標準模型中最後一種未被發現的粒子就是希格斯粒子。
首個與標準模型不相符的實驗結果在1998年出現：日本超級神岡中微子探測器發表有關中微子振盪的結果顯示中微子擁有非零質量，因為零質量粒子以光速行進而不會感受到時間的推移。
標準模型預言的希格斯粒子是自旋為零的玻色子（Higgs boson），是整個標準模型的基石，如果希格斯粒子不存在，意味著整個標準模型將失效。希格斯粒子極不穩定，如果它確實存在，它會在碰撞後10億分之一秒的時間內衰變。因此，捕捉希格斯粒子極不容易，科學家們已為此做了多年的努力，下決心要找到這個神秘的粒子。
2003年，科學家們試圖通過美國費米實驗室的正負質子對撞機，讓質子與反質子相互對撞分析出希格斯粒子的運動軌跡，來證實或否定歐洲核子中心先前的實驗結果。但由於計劃從舊實驗中回收反質子的方案不可行，且運行二十年之久的正負質子對撞機也到了需要更新的階段，需要很長的時間來修復，此項研究遇到了挫折。
標準模型的建立是20世紀物理學取得的最重大成就之一。迄今為止，標準模型被認為是最有效的一個唯象理論，經受了相當成功的實驗檢驗。但標準模型仍然存在著許多基本的疑難問題有待解決，如希格斯粒子的存在和本質，粒子質量的來源，夸克和輕子更深層次的特徵標度，標準模型更深層次上的基本規律等。標準模型認為物質和反物質是對稱的，但宇宙中的物質比起反物質多出很多。標準模型對重力的忽略，未能為宇宙開始時的宇宙膨脹找出一個機制。
標準模型並不容納非零質量的中微子，它假設宇宙中只有左旋中微子（即相對於運動軸，其自旋方向為逆時針）。如果中微子質量非零，它們的行進速度會小於光速。這樣，理論上就可以超越一顆中微子，以致可以選擇一個令這顆中微子運動方向顛倒而自旋不變的參考系，導致它變為右旋。物理學家為此修定標準模型，加入更多的自由參數以准許中微子帶質量。新的模型仍叫做標準模型。超對稱理論是標準模型的一個延伸，它提出傳統模型中的每一種基本粒子都有一個大質量、超對稱的夥伴。超對稱粒子被視為對暗物質的其中一個解釋。
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