繼電子之後發現的第二個隻參與電磁相互作用和弱相互作用的帶電輕子。1935年湯川秀樹提出假設，應當存在傳遞強相互作用的粒子，品質估計約為電子品質的200倍，稱之為介子。1936年S.H.尼德邁耶和C.D.安德森在宇宙線中發現瞭這樣品質的粒子，但10年後M.考佛西等通過實驗發現這樣的粒子並不是湯川所預言的粒子，因為它能穿透7毫米的核物質而不發生相互作用，這一粒子稱為μ子。它隻參與電磁磁相互作用和弱相互作用。μ子有兩種電荷狀態：μ−和μ+，它們互為反粒子，有相同的質量和壽命。
實驗測得μ子的自旋為ћ/2，質量為105.658 356 8±0.000 005 2兆電子伏，壽命為(2.197 03±0.000 04)×10−6秒。μ子幾乎100%地通過弱相互作用衰變成一個電子、一個反電子中微子和一個μ子中微子：
μ −頜 e −+ν‾ e+ν μL.米歇爾給出這個過程的最一般性的討論，再與實驗結果比較，表明這類弱作用頂點是V–A型的。弱相互作用具有e–μ普適性。
由於電磁作用、強作用和弱作用的修正，μ子的磁矩不是一個玻爾磁子大小，兩者之差稱為μ子的反常磁矩，它的理論值（量子電動力學計算精確到第八級）為(1 165.920 6±0.012 9)×10−6eћ/2mμ，而實驗測量值為(1 165.916 0±0.000 6）×10−6eħ/2mμ，相符達到瞭很高的程度。
實驗還表明，存在與μ子相聯系的μ子中微子νμ和反μ子(μ−)中微子vμ,μ−和νμ的μ輕子數為+1,μ+和vμ的μ輕子數為−1。任何過程中不僅輕子數守恒，而且電子輕子數、μ輕子數和τ輕子數都分別守恒。
粒子物理中，μ子為檢驗量子色動力學和輕子、半輕子弱作用理論起瞭重要作用。高能μ子束流的建立，實現瞭μ–核子深度非彈性散射，用以研究核子的結構。建立μ+、μ−儲存環，實現μ+–μ−束流對撞機的可能性受到關註，期望用以探索更多的物理現象。