Cet ouvrage a reçu, dans sa première version, le prix Henry de Parville de l'Académie des Sciences au titre de la communication scientifique. Il est issu, comme l'ouvrage qui lui fait suite, Noyaux et particules, d'un enseignement donné à l'Université Denis Diderot - Paris VII, dans le cadre de la maîtrise de physique. Tous deux ont été traduits en anglais, espagnol et russe.
Ce livre est organisé selon deux thèmes. Le premier présente les constituants de la matière et leurs interactions dans la mouvance des recherches menées depuis la découverte de la radioactivité jusqu'à celle du quark top ; le second regroupe des applications : énergie, armement, datation, traceurs, métallurgie, biologie, médecine, cosmologie, nucléosynthèse, pulsars, etc.
Cette quatrième édition augmentée et revue intègre les progrès récents de la discipline et est adaptée à un public élargi.
