对称性是物质世界的基本规律，它普遍存在于自然界和日常生活中。例如，展翅高飞的雄鹰的左右对称性，海星的五重对称性，太阳的转动对称性等等。对称性可以包括时间、空间等多个方面。任何破缺行为都可能蕴藏着新物理。对称性和对称破缺是世界统一性和多样性的根源。常态世界中的物质反物质的不对称现象仍然是一个开放课题，引起科学家的极大关注。
1956年李政道和杨振宁先驱性地发现，在微观物质世界中，左右镜像对称性在弱相互作用时会遭到破坏，从而使科学家意识到一些基本规律在一定条件下会出现破缺。紧接着，1964年克罗宁、菲奇及其合作者在实验上发现了CP破坏，再次引起了物理学界的震惊。它不仅意味着时间反演在微观世界中也可能是不对称的，而且对宇宙学和大统一理论有直接影响。
从CP对称性原理出发，物质数量等于反物质数量，但是在人类生存的世界里，充满了普通物质，而反物质却不知道在哪里？这暗示着CP对称性在宇宙大爆炸过程中破缺。因此寻找反物质并研究其与物质的相互作用是科学家非常关心的重大问题。在这个过程中，有的实验装置跑到天上，有的钻入深地，计划从宇宙射线中捕获反物质信号；也有的科学家借助先进的现代加速器技术，通过大型原子核对撞机在实验室制造反物质。
反物质的研究在过去几十年取得了巨大的成就，这其中包括欧洲核子中心在实验室捕捉到反氢原子，美国布鲁克海汶国家实验室观察到反超氚核和反氦4、国际空间站上的α磁谱仪新数据证实了正电子通量“反常”增加等现象。
反物质概念最早是在1898年由A.Schuster给Nature杂志“Lettersto the Editor”栏目的一篇文章中提出来的，文章的题目是“Potential Matter——A Holiday Dream”，作者在文中大胆地提出反物质存在的可能性。后来，随着20世纪初量子理论的迅猛发展，极大地深化了人们对于物质的认识。
1931年，英国物理学家狄拉克在解释狄拉克方程负能解的问题时正式引出正电子概念，预言了正负电子对的湮灭和产生，使人们认识到反物质的存在。1930年，时年28岁的中国核物理学家赵忠尧在美国做博士论文期间，在实验上发现重核对于硬光子的吸收系数远大于Klein—Nishima公式，后来意识到这是因为反应中产生了正负电子对。这可以说是第一个正电子观测的间接信号。
紧接着，1932年安德森在宇宙射线中发现了正电子，1959年，塞格雷和张伯伦在伯克利的回旋加速器上发现了反质子。一系列的诺贝尔物理学奖工作使得反物质概念深入人心。
原子核由中子和质子组成，是研究核力的主要载体。后来由于宇宙学和天体物理的发展，人们逐渐认识到超子在宇宙演化、中子星内核构成中的重要性。在物质相互作用中，如果超子取代核子就形成了超核。目前，人们已经发现一些Λ超核和Σ超核。
通过对超核的测量，人们能够用来研究超子—核子相互作用，以此作为研究核天体物理中奇特物质状态方程等的输入参数。最轻的超核由1个质子、1个中子和1个Λ超子组成，称为超氚核。超核从上世纪60年代发现以来，取得了很大的进步，尤其是双Λ超子的发现是实验室研究超子—超子相互作用的唯一途经。
在发现反超氚核的工作中，以中国科学院上海应用物理研究所的STAR实验小组作为主要力量分析了约1亿次每核子对质心系下能量为200GeV的金核打金核事例。在这些海量的事例样本中，STAR探测器收集到约2168个反氦3信号和5810个氦3信号。从图2(c)和(d)可以看出，STAR探测器可以非常干净地鉴别反氦3和低动量区间的π介子。
将这些反氦3和同一个碰撞事件中的带正电的π介子的能动量信息进行一一配对，可以得到其不变质量分布。对于反超氚信号，这个分布中超过99%的信息是噪声。STAR探测器可以精确地鉴别出反超核衰变的次级顶点，这样就可以去除大部分组合背景，提高信噪比。
反物质从概念提出到目前取得的系列进展，显示了这个领域巨大的潜力。一些先进的实验已经开始用反物质检验CPT原理的普适性和引力作用下的物质反物质的等效性原理等。
在实际应用方面，以现有的发展速度，我们不难想象，将来反物质的应用将不再局限于星际争霸等科幻小说中。反物质和物质在湮灭时会释放出巨大的能量，例如：1g反物质存储的能量是90万亿焦耳，远远大于传统的汽油燃烧，比目前高效的核反应也要高出1千倍，将是未来宇宙飞船的理想动力燃料。当然，如何产生反物质是科学家必须解决的第一个问题，传统的实验室核—核反应效率低下，并不是一个有效和经济的途经。
紧接的问题将是如何安全地储存反物质。总之，在反物质应用上，未来的路还很长很长。但对于基本物理对称性的检验，反物质的研究正逐渐发挥着重要的作用。