生活在這個世界，必然會產生我們的世界是有什麼組成的？世界萬物的演變運動是隨機的還是有規律可尋的這樣的疑問。正是這樣的哲學問題促進了科學的發展。要回答這些問題，需要分別從微觀和宏觀角度去說明。
我們先從微觀角度去看事物的組成。大家都知道，在經典物理範疇，常說的微觀粒子無非就是分子，原子，電子，其中原子又有中子和質子組成。不同數量的中子質子電子共同構成了原子，目前人類發現原子的種類共有118種，這些原子或者原子組成的分子通過不同的結合方式構成萬事萬物，沒錯，構成我們人身上的元素，跟構成花花草草，空氣土壤，甚至其它星球的元素並沒有什麼差別。那麼問題來了。其它星球離我們十萬八千光年的，有什麼元素你是怎麼知道的？想要搞明白這兩個問題得進一步學習原子的結構。需要從經典的原子行星模型過渡到波爾原子模型。
原子是由原子核和核外電子組成，行星模型認為電子繞原子核高速運動，但根據電磁理論，這一過程電子會發射電磁波，導致電子能量越來越少，最終掉到原子核上。這顯然與現實不符。波爾原子模型則認為核外電子只能在一些特定的軌道上運動，這些軌道距原子核距離不同，我們稱之為能級，離核近的能降低，叫低能級，遠的能量高，叫高能級。當電子獲得能量時，可以從低能級跳躍到高能級。處於高能級的電子也可以跳躍到低能級，伴隨著能量的釋放，這些能量通常都以電磁波的形式吸收和釋放。並且這些能量必須是兩能級差，即ΔE=hν，這樣我們就可以獲得吸收光譜或發射光譜，因為光本質上是電磁波。
由於不同原子的不同能級差也不同，因此吸收或發射的電磁波頻率也不同，所以我們就可以通過分析能譜或光譜來確定是哪種元素！也就是說，我們只需要分析下太陽光譜，就能知道太陽是由哪些元素組成。當然，波爾原子模型也存在著一些瑕疵，後來進一步完善為量子模型，電子並不是以特定軌道運動的，而是以概率隨機出現在原子核外，形成電子雲。通過薛定諤方程或波函數可以計算出電子在每個位置出現的概率，從而就知道了不同電子雲的形狀。但這並不影響波爾原子模型能級在應用中的正確性。隨著人們對原子模型的完善，量子力學得以建立和發展，半導體產業得以興起，促進了電子產業的發展。至此，人類從以牛頓力學為基礎的工業文明邁向以量子力學為基礎的信息文明。
不同元素的原子核外電子能級和數量不同，形成的電子雲也不同，當原子互相結合時，即當發生化學反應時，相鄰原子的核外電子受到相鄰原子核和電子的影響，與相鄰原子的核外電子組成新的電子雲，伴隨吸收或釋放能量，這就是化學反應的本質。另外，當我們用手去接觸其它東西時，其實不不是真正意義上的接觸，所產生的觸覺本質上是電子雲的靜電作用。觸摸不同東西具有不同的感覺是因為不同東西電子雲不同，與我們手上的電子雲作用的靜電力也不同，所以產生不同的觸覺。
我們知道原子，中子質子並不是組成組織最小單位，還可以再分，隨意人們對物質組成的進一步探索，發展到今天，物質是由夸克和輕子構成，而光子，膠子，W+-，Z0粒子負責傳遞作用力，希格斯玻色子負責提供質量。這就是宇宙萬物最基本的組成。
但是人們認為不論微觀還是宏觀，都是處於同一個宇宙，應該遵循相同的自然法則，因此人們一直再嘗試統一宏觀的相對論和微觀的量子力學，從而發展出弦論，並進一步發展出超弦論，M理論。這些理論認為組成物質的最基本單位是一根根弦。這些弦進一步構成了以上所說的基本粒子。物理學是要以實驗驗證的，但目前人類水平還無法驗證弦理論的正確性。但至少在數學理論上是正確的。
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