1930-ban P. A. M. Dirac elméleti úton arra a következtetésre jutott, hogy léteznie kell az elektron antipárjának. Két évvel később C. D. Anderson ködkamrafelvételen mutatta meg egy, az elektronnal azonos tömegű, de azzal ellentétes töltésü részecske létezését, ezt a részecskét pozitronnak nevezte el. A pozitron, az elektronhoz hasonlóan végtelen élettartalmú, azaz stabil részecske; ha azonban egy elektron és egy pozitron egymás közelébe kerül, akkor ,,megsemmisülnek'' (annihilálódnak, szétsugárzódnak), azaz fotonokká alakulnak át. Az annihiláció során legtöbbször két vagy három foton keletkezik, melyeknek akkora lesz az energiájuk, impulzusuk stb., hogy az energia, impulzus stb. megmaradási tételek teljesüljenek. Világunk ‐ legalábbis az a része, amelyet közelebbről ismerünk, vagyis a Naprendszer ‐ minden egyes atomjában van elektron. A pozitronnak itt nagyon kevés lehetősége van arra, hogy huzamosabb ideig ne kerüljön elektron közelébe, ne sugárzódjon szét egy elektronnal. Ha egy pozitron valamilyen szilárd anyag belsejébe kerül, ahol különösen sok elektron van, élettartama kb. ${10}^{-10}$ másodperc.
Pozitronokhoz különböző módon lehet jutni. Vannak olyan radioaktív izotópok, melyek bomlásterméke pozitron. Ilyenek például a ${}^{19}$Ne (felezési ideje $t_{1/2}=\mathrm{17,4}$ s), ${}^{11}$C $\left(t_{1/2}=\mathrm{20,3}\text{min}\right)$, ${}^{64}$CU ($t_{1/2}=\mathrm{12,8}$ h), ${}^{58}$Co $\left(t_{1/2}=71\text{nap}\right)$, ${}^{68}$Ge $\left(t_{1/2}=275\text{nap}\right)$, ${}^{22}$Na $\left(t_{1/2}=\mathrm{2,6}\text{év}\right)$. Ezek mind mesterséges radioaktív izotópok, előállításuk módja ismert, részben kereskedelmi forgalomban is vannak. Általában reaktorban vagy gyorsítóban kell egy kémiai elemet adott módon besugározni, majd a kapott anyagot kémiailag dúsítani, az át nem alakult részt kivonni. A hosszabb felezési idejű izotópokat pozitronforrásként lehet használni pl. szilárdtestfizikai kísérletekhez, a rövid felezési idejűek biológiai kísérletekhez, orvosi vizsgálatokhoz alkalmasak. A radioaktív forrásból kilépő pozitronok elég gyorsak, maximális energiájuk az izotóptól függően néhány száz keV-tól néhány MeV-ig terjed.
Másik lehetőség pozitronok keltésére az un. párképzés. Ez a folyamat bizonyos értelemben az elektron-pozitron szétsugárzás tükörfolyamata. Ha egy elég nagy energiájú foton ($\gamma$-kvantum) olyan helyen halad át, ahol erős elektromágneses tér van, energiájának egy részét elektron-pozitron pár létrehozásával leadja (párképzés). A $\gamma$-sugarat valamilyen szilárd anyagra irányítva a $\gamma$-kvantum bizonyos (elég nagy) valószínűséggel atommag közvetlen közelében halad el és igen nagy elektrosztatikus teret érez: a párképződés bekövetkezik. Használható mennyiségű pozitron előállításához nagy berendezés szükséges, amely ‐ ára és mérete miatt ‐ csak a legnagyobb kutatóközpontokban valósítható meg. Ilyen módon állítják elő a pozitronokat pl. Genfben a CERN-ben, vagy Hamburgban a DESY-ben.
A pozitront nagyon nagy energiára felgyorsítva ütköztetni lehet elektronnal, protonnal, antiprotonnal stb., és a keletkezett részecskéket, az ún. reakciótermékeket megfigyelve az elemi részecskék elméletének egyes részeit ellenőrizhetjük, illetve az elméletet pontosíthatjuk.
A pozitronokat a kondenzált anyagok fizikájában is gyakran alkalmazzák. Segítségükkel a szilárd testek (kristályos, amorf, nanokristályos szerkezetű) és folyadékok olyan mikroszkópikus tulajdonságairól is információkat kaphatunk, melyek más eszközökkel egyáltalán nem, vagy csak pontatlanul vizsgálhatók.
A kristályos szilárd anyagban termodinamikai egyensúlyban mindig találhatunk üres rácshelyeket, ahonnan az odatartozó atom hiányzik. A környező rácspontokban az atomok mind a helyükön vannak, csak egyetlen atom hiányzik. Ennek a rácshibáinak a neve vakancia, gyakorisága (koncentrációja) a hőmérséklet növekedésével exponenciálisan nő, de az olvadásponton is legfeljebb minden milliomodik hely üres a kristályrácsban. Az egyensúlyi vakanciakoncentráció hőmérsékletfüggésének ismerete fontos adat a kristályos anyag megértéséhez. Ennek mérésére ma az egyetlen általánosan használt módszer a pozitron annihiláció.
A kívánt hőmérsékletü mintába pozitronokat lövellünk bele, amelyek egy megfelelő radioaktív forrásból származnak. Lemérjük, hogy az egyes pozitronok mekkora időt töltöttek a mintában a szétsugárzásig. Ha a pozitron közelében sok elektron tartózkodott, a mért pozitron élettartam rövid lesz, míg ha a pozitron környezetében az elektronok sűrűsége kicsi, a pozitronoknak kevesebb alkalmuk volt elektronnal találkozni, az élettartam hosszabb lesz. Mivel a pozitron pozitív töltésű, a pozitív atommagok taszítják, azoktól lehetőleg távol helyezkedik el. A pozitron számára a legelőnyösebb az olyan hely, ahol a kristályrácsból egy atommag hiányzik, vagyis a vakancia.