1928年Dirac在求解相對論性的電子運動的Dirac方程時預言正電子的存在，1932年Andersan在威爾遜雲室研究宇宙射線時發現了正電子。正電子是人類發現的第壹個反粒子。
正電子可以由 β+ 衰變產生，也可由核反應和電子直線加速器產生，還可以通過γ 射線與物質的相互作用產生。當 γ 射線的能量大於電子靜止能量的兩倍時（hν> 1.02 Mev），它與物質的相互作用將產生正負電子對效應。即 γ光子經過原子核附近時，其能量被吸收而轉變為正負電子對如方程（1）所示。
γ→e + e+ （1）
正電子是輕子，它只參與電磁相互作用。除開所帶電荷的符號與電子相反之外，正電子的其它性質（包括質量、電荷的數量、自旋和磁矩）均與電子相同。
正電子湮沒
當 γ 射線能量大於兩倍電子的靜止能量經過原子核附近時，其能量被吸收而轉換為正負電子對。反過來，正負電子相碰時，兩粒子自身被湮滅而發出 γ 光子，如方程（2）所示：
e+ + e→2 γ（2）
此過程是壹典型的愛因斯坦質能轉換的量子電動力學過程。
高能正電子進入物質後，通過與電子、原子或離子的非彈性散射損失能量，其動能迅速降到熱能，這壹過程稱為熱化，熱化過程所需的時間很短（只需幾個Ps，1Ps = 10–12 S）。熱化後的正電子在物質中擴散，在擴散過程中碰到電子發生湮沒，產生 γ光子。擴散過程的持續時間因材料的不同而異，主要由材料中的電子密度決定。正電子在材料中居留時間即正電子湮沒壽命。正電子湮沒壽命與物質中的電子密度密切相關，正電子在材料中的射程主要決定於熱化階段和材料的密度。在壹般材料中，正電子射程約在20~300 mm間。在正電子實驗中為了保證正電子在樣品中湮沒而不穿出，要求樣品厚度約為1 mm。
在不同的材料中，正電子的湮沒機制及湮沒壽命各不相同，它能反映出材料的微觀結構和電子密度等信息。
正電子湮沒過程是壹個量子電動力學的過程，它的理論分析需用量子電動力學的理論。根據量子電動力學理論及場論的分析可知，正負電子湮沒時可以發射單光子、雙光子和三光子，但發射雙光子的概率最大。