La materia está formada por átomos, que tienen un núcleo constituido por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga eléctrica) y electrones en la corteza del átomo (con carga negativa). Los protones y los neutrones están formados, a su vez, por tres cuarks.
La antimateria está formada por antiátomos, que tienen un núcleo constituido por antiprotones (tienen la misma masa que los protones, pero con carga negativa), los antineutrones (formados por tres anticuarks). En la corteza de los antiátomos están positrones, que son electrones con carga positiva.
La materia y la antimateria tienen la propiedad de aniquilarse en cuanto se encuentra una en presencia de la otra. En el proceso se libera energía. Por eso resulta tan difícil producir antimateria.
Un ejemplo claro e interesante del uso de la antimateria es el escáner PET (Tomografía por Emisión de Positrones). Es una técnica de diagnóstico que permite obtener imágenes que muestran el metabolismo y el funcionamiento de tejidos y órganos. Se utiliza con fines clínicos en oncología, neurología y cardiología. Al paciente se le inyecta un fármaco radiactivo, que se distribuye por todas las células del organismo pero se concentra donde el metabolismo celular está aumentado. El radiofármaco emite positrones, que se aniquilan con los electrones del medio, produciendo radiación gamma, que se detecta desde el exterior y permite localizar y cuantificar la zona.