Entrambi i protoni e i neutroni si trovano nel nucleo di un atomo. Il terzo tipo di particelle che un atomo ha, elettroni, si trovano in orbitali al di fuori del nucleo.
Il nucleo è la parte più densa di un atomo. Sia i neutroni che i protoni hanno una massa significativa, mentre gli elettroni sono virtualmente privi di massa. Questo modello fu scoperto come risultato dell'esperimento sulla lamina d'oro nel 1911 da Ernest Rutherford. I neutroni non hanno carica, mentre un protone ha una carica di +1. Allo stesso modo, gli elettroni hanno una carica di -1. Ogni atomo ha una carica complessiva che può essere determinata sottraendo la quantità di elettroni dai protoni.