Il nucleo compatto e caricato positivamente di un atomo contiene due tipi principali di particelle subatomiche: protoni e neutroni. Orbitare il nucleo dell'atomo sono particelle subatomiche caricate negativamente chiamate elettroni. La massa di un atomo è concentrata nel nucleo.
Le tre particelle subatomiche primarie che costituiscono la materia includono neutroni, protoni ed elettroni. I protoni portano cariche positive, gli elettroni portano cariche negative e i neutroni sono elettricamente neutri. La carica positiva netta del nucleo è il risultato dei protoni caricati positivamente all'interno del nucleo centrale. Protoni e neutroni sono quasi identici in massa, mentre gli elettroni sono così leggeri che le loro masse sono talvolta considerate trascurabili.
Un elemento chimico è composto dallo stesso tipo di atomi. Un atomo di un particolare elemento mantiene tutte le proprietà chimiche di quell'elemento. In una tavola periodica, un elemento è caratterizzato da un simbolo atomico, un numero atomico e un numero di massa. Gli elementi sono organizzati in ordine crescente di numeri atomici, poiché il numero atomico è unico per ciascun elemento.
Il numero atomico indica il numero di protoni presenti nel nucleo, che è anche uguale al numero di elettroni in un atomo neutro. Il numero di massa si riferisce al numero totale di protoni e neutroni nel nucleo. Mentre tutti gli atomi di un elemento sono identificati dallo stesso numero atomico, questo non è sempre il caso per il numero di massa. Una forma di atomo, noto come isotopo, contiene lo stesso numero di protoni ma varia nel numero di neutroni.