物质是由原子构成的，原子是由质子、中子组成的原子核和核外电子构成的，不同物质只是质子、中子和电子的数目不同，如氢原子核为一个质子，核外一个电子；氦核为两个质子、两个中子，核外两个电子等等。质子、中子和电子等粒子，统称为亚原子粒子。三四十年代，科学家发现，每一种亚原子粒子都有与它对应的反粒子存在，如反质子、反中子和反电子等等。正粒子组成正物质，就是我们日常接触的各种物质，反粒子组成反物质。不过，迄今在宇宙中没有找到天然的反物质，只能在高能核物理实验室制造出几种粒子。
科学家们相信在宇宙大爆炸初期，由能量创造物质时，正物质与反物质是成对出现的。与此过程相反，正物质与反物质相遇时，会双双消失（科学上叫湮灭）放出光子，同时放出锁闭在物质中的能量。桑格尔的光子火箭，设想用质子和反质子即氢与反氢湮灭来产生光子。