中微子和电子一样都是费米子（费米子是自旋为半整数的粒子），是存在于自然界最基本的粒子之一。但和电子不同的是，中微子是电中性的（不带电），而且中微子的质量不到电子质量的500万分之五。在地球上，时时刻刻都有无数个中微子穿透我们的身体，甚至大约每秒钟就有10亿个中微子穿过我们的眼睛，这些数量极大的中微子大部分来自于太阳（其他部分来源：宇宙射线、核反应堆等），是由太阳内部的聚变反应产生的。
那为什么这些中微子穿透人体之后不仅没有造成任何伤害，而且被穿透的人也没有任何感觉？这是因为中微子是电中性的，不参与电磁作用，只参与非常弱的弱作用，所以会直接穿透人体而不发生任何反应。不仅如此，来自太阳的中微子到达地球后绝大部分也都会直接穿透地球继续传播（被地球挡住的概率只有100亿分之一）。那么这样一个“看不见摸不着”、质量极小、穿透力极强又无法通过常规电磁手段观测的粒子是怎么发现的呢？
中微子的发现绕不开一个非常重要的过程：衰变。在19世纪末，法国物理学家Henri Becquerel发现了铀的衰变之后，科学家们就开始关注原子核的衰变过程。刚开始，原子核的衰变过程被认为是一个原子核衰变成另一个电荷+1的原子核并放出一个电子，即：。根据能动量守恒，这个放出来的电子的能谱一定是不连续的。
但令人惊讶的是，1914年的测量结果表明衰变所放出电子的能谱是连续的（原子核衰变是不同核能态之间的跃迁，如果末态只有子原子核和电子的话，那么电子能谱应该是量子化的，即测量得到的电子能谱应该是离散的，而不是连续的）！这个结果在1920年的测量中得到了进一步的证实。
当时著名的丹麦物理学家Bohr认为，这个实验结果表明能量不一定守恒，显然这个观点在后来被证实是错的（目前未观测到任何表明能量不守恒的现象）。1930年奥地利理论学家Pauli提出了另外一个观点，他假设存在一个非常轻、自旋为1/2的电中性粒子，在衰变过程中带走了部分能量，导致了电子能谱是连续的，即真正的衰变过程应该是，这个就是我们现在所说的电子反中微子，即第一代中微子的反粒子。
Pauli提出的这个假设开启了中微子领域的研究。1936年德国物理学家Hans Bethe提出通过逆衰变过程来证明电子反中微子的存在。1956年美国实验学家Frederick Reines和Clyde Cowan首次完成了反应堆反中微子实验，验证了Pauli的假设，他们的发现获得了1995年的诺贝尔物理学奖。
1962年，美国实验学家Leon Lederman、Melvin Schwartz和Jack Steinberger通过新的加速器实验发现了第二代中微子，并获得了1988年的诺贝尔奖。1967年美国理论学家Weinberg和Salam将Higgs机制引入了Glashow的弱电理论，建立了我们所熟知的粒子物理标准模型，预言了存在第三代中微子。
在标准模型里面，中微子是无质量的，且不同代的轻子之间没有混合。1968年对太阳中微子的观测表明，太阳中微子的含量小于标准太阳模型的理论预言，这是第一个实验观测表明中微子有很小质量，且不同代的中微子之间可以相互转化。2000年，美国费米实验室宣布发现了第三代中微子，这是标准模型预言的最后一个被发现的轻子。至此，我们所知道的三代中微子全部被发现。