volgens het quark-model worden de eigenschappen van hadronen voornamelijk bepaald door hun zogenaamde valentie quarks. Bijvoorbeeld, een proton bestaat uit twee up quarks (elk met elektrische lading +2 ⁄ 3, voor een totaal van +4⁄3 samen) en een down quark (met elektrische lading -1⁄3). Als je deze optelt, krijg je een protonlading van +1. Hoewel quarks ook kleurlading dragen, moeten hadrons geen totale kleurlading hebben vanwege een fenomeen dat kleuropsluiting wordt genoemd. Dat wil zeggen, hadrons moeten “kleurloos”of” wit ” zijn. De eenvoudigste manieren om dit te doen zijn met een quark van één kleur en een antiquark van de corresponderende anticolor, of drie quarks van verschillende kleuren. Hadrons met het eerste arrangement zijn een type meson, en die met het tweede arrangement zijn een type baryon.
virtuele gluonen zonder massa vormen de numerieke meerderheid van de deeltjes in hadronen. De sterkte van de sterke kracht gluonen die de quarks aan elkaar binden, heeft voldoende energie (E) om resonanties te hebben die bestaan uit massieve (m) quarks (E > mc2) . Een resultaat is dat kortlevende paren van virtuele quarks en antiquarks zich voortdurend vormen en weer verdwijnen in een hadron. Omdat de virtuele quarks geen stabiele golfpakketten (quanta) zijn, maar een onregelmatig en voorbijgaand fenomeen, is het niet zinvol om te vragen welke quark echt en welke virtueel is; alleen de kleine overmaat is zichtbaar van buitenaf in de vorm van een hadron. Wanneer een hadron of anti-hadron wordt verklaard te bestaan uit (meestal) 2 of 3 quarks, verwijst dit technisch naar de constante overmaat van quarks vs.antiquarks.
net als alle subatomaire deeltjes worden hadrons kwantumgetallen toegewezen die overeenkomen met de representaties van de Poincaré-groep: JPC (m), waarbij J het spin kwantumgetal is, P de intrinsieke pariteit (of P-pariteit), C de ladingsvervoeging (of C-pariteit), en m de massa van het deeltje. Merk op dat de massa van een hadron zeer weinig te maken heeft met de massa van zijn valentie quarks; eerder, vanwege massa–energie-equivalentie, komt het grootste deel van de massa uit de grote hoeveelheid energie die geassocieerd is met de sterke interactie. Hadrons kunnen ook smaak kwantum nummers zoals isospin (g pariteit), en vreemdheid dragen. Alle quarks hebben een additief, behouden kwantumgetal, een baryongetal (B) genaamd, dat +1⁄3 is voor quarks en -1⁄3 voor antiquarks. Dit betekent dat baryonen (samengestelde deeltjes gemaakt van drie, vijf of een groter oneven aantal quarks) B = 1 hebben terwijl mesonen B = 0 hebben.
Hadrons hebben opgewekte toestanden die bekend staan als resonanties. Elke grondtoestand hadron kan verschillende opgewekte toestanden hebben; enkele honderden resonanties zijn waargenomen in experimenten. Resonanties verval extreem snel (binnen ongeveer 10-24 seconden) via de sterke nucleaire kracht.
In andere fasen van de materie kunnen de hadrons verdwijnen. Zo voorspelt de theorie van de kwantumchromodynamica (QCD) bij zeer hoge temperatuur en hoge druk, tenzij er voldoende smaken van quarks zijn, dat quarks en gluonen niet langer beperkt zullen blijven tot hadronen, “omdat de kracht van de sterke interactie afneemt met energie”. Deze eigenschap, die bekend staat als asymptotische vrijheid, is experimenteel bevestigd in het energiebereik tussen 1 GeV (gigaelectronvolt) en 1 tev (teraelectronvolt).
alle vrije hadronen behalve (mogelijk) het proton en antiproton zijn instabiel.