Аннигиляция электрона и позитрона происходит при их столкновении. 2 При низких энергиях результатом столкновения является аннигиляция электрона и позитрона и образование энергичных фотонов. 2 В зависимости от ориентации спинов электрона и позитрона, в конечном состоянии образуются два или три фотона. 4

При достаточно высокой энергии электрон-позитронная пара может превратиться в совокупность тяжёлых частиц — адронов. 3 Например, возможен процесс образования пары протон-антипротон. 3

В подавляющем большинстве случаев аннигиляция происходит после того, как позитрон потерял всю свою энергию на ионизацию. 3

Также при торможении позитрона в среде до скоростей порядка скорости атомных электронов, позитрон и электрон образуют связанное состояние, называемое позитронием. 3 Существуют два основных состояния позитрония: синглетное, или парапозитроний (спины электрона и позитрона антипараллельны), и триплетное, или ортопозитроний (спины электрона и позитрона параллельны). 3 Ортопозитроний распадается не на два фотона, а на три, а парапозитроний имеет время жизни 1,2–10-10 с и распадается на два фотона. 3