20世纪20年代末，科学家在研究β衰变（即原子核辐射出电子转变成另一种核）时，发现在这个过程中有一部分能量不知去向。这使科学家不胜困惑：在亚原子过程中，能量守恒定律是否还成立？1930年，当时年仅30岁的匈牙利物理学家泡利对能量守恒定律深信不疑，并以非凡的直觉预言：在此过程中，必定还有一种不带电的、质量极小的与物质相互作用极弱，以至于无法探测到的新粒子放出来，是它带走了那一部分能量。他把这种未知的粒子叫做“小中子”，就是现在说的“中微子”。
1942年，美国物理学家艾伦按照我国物理学家王淦昌提出的方法，首次通过实验间接证实了中微子的存在。
由于中微子与物质的相互作用很弱，要直接探测到中微子是非常困难的，连泡利本人也认为中微子也许永远测不到。然而，困难并不能阻碍科学的进展，在泡利提出中微子假说的26年之后，美国加利福尼亚大学雷尼斯教授等把400升醋酸镉水溶液作为靶液，放人新投人使用的核反应堆中（作中微子源），每小时测得2.8个中微子，与他的理论预测完全一致。雷尼斯也因此荣获1995年诺贝尔物理学奖。
现代宇宙学研究告诉我们，中微子的种类上限为3，即有3种中微子。除了上述发现的电子型中微子之外，还有μ型中微子（1962年发现）和τ型中微子（1975年发现），每一种中微子都有相同的反中微子。
中微子究竟有没有质量，是该研究领域中最引人注目的课题。20世纪70年代以前，人们普遍认为中微子的质量等于零。1980年，苏联理论与实验物理研究所宣布，经过10年的测试，得到中微子的质量在17～40电子伏之间，轰动了全球的物理学界。此后，世界上许多著名实验室纷纷采用不同的方法来测量和检验这个结果。我国原子能科学院的专家也在20世纪80年代中期开展了这项研究，并取得一定的成果。
2015年10月6日，诺贝尔物理学奖被授予日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳，以表彰他们通过中微子振荡发现中微子有质量这一研究。
读者也许要问，中微子与物质的相互作用十分微弱，又难以捉摸，研究它有何意义呢？
当然，一个中微子是无足轻重的，但是，在我们这个宇宙中，中微子的数量极多，它充满在宇宙的每一个角落，平均每立方厘米就有300个左右，与光子差不多，比其他所有的粒子要多数十亿倍呢！所以，中微子整体对宇宙来说有举足轻重的作用。
另外，中微子还有一种本领，它能够在星球的内部畅行无阻，因此它可以把太阳、星球的内部信息带给我们。科学家还遐想利用中微子的这种特点，来做地球断层扫描，让埋在地球深处的奥秘一览无遗；还设想让中微子穿透地球传送信息，这样长距离通信就可以不要经过卫星和地面站兜圈子了。显然，当扑朔迷离的中微子一旦被人们完全认识后，它将会获得极其广泛的应用。