Tau (τ) leptonen (aka tauonen, tau deeltje) behoren tot de zeer kleine elementaire deeltjes. Dit betekent dat men denkt dat ze zo klein zijn dat ze niet meer kunnen worden gesplitst. Tau leptonen kunnen worden beschouwd als zeer zware elektronen, omdat zij beide leptonen zijn. Dit komt omdat zij ongeveer 3.500 maal zoveel massa hebben als elektronen, en ongeveer 17 maal zoveel massa als muonen. Aangezien zij slechts 2,9×10-13 seconden leven, spelen zij in de gewone wereld geen rol van betekenis. Ze zijn echter zeer belangrijk in het verval van subatomaire materie.
Zoals de andere twee basisleptonen, hebben tauonen een neutrino dat naar hen is genoemd (het tau-neutrino).
Tauonen hebben een lading van -1, en kunnen worden geschreven als τ-. Aangezien antimaterie de tegengestelde lading heeft van gewone materie, hebben anti-tauonen een lading van +1, en kunnen ze geschreven worden als τ+. Tauonen zelf zijn onstabiel, en kunnen vervallen. Ook kunnen τ+ en τ- elkaar annihileren in een vorm van verval. Wanneer een enkel tauon vervalt, is het het enige lepton dat kan vervallen tot hadronen (dingen gemaakt van quarks). τ+ en τ- kunnen worden gevormd door een elektron-positron (antielectron) paar dat samenkomt. De twee tauonen vervallen dan in een elektron en een positron of een muon en een antimuon, en vier van de verschillende neutrino’s. Een enkel tauon vervalt echter anders dan een tauon en een antitauon.
Een τ- zal snel vervallen in een tau-neutrino en een W-boson. Het W-boson zal 3×10-25 seconden bestaan, voordat het vervalt in een elektron en een elektron-antineutrino, een muon en een muon-antineutrino, of een down-quark en een up-antiquark.