Väidetavalt on aatomid universumi ehituskivid. Need on kõige väiksemad osakesed, milleks saab mis tahes elemendi jagada, kaotamata samasust. Mis tahes elemendi ühe aatomi struktuuri vaatamine annab materjali tuvastamiseks piisavalt teavet. Iga element koosneb aatomitest, millel on sama elektronide, prootonite ja neutronite konfiguratsioon.
Elektronid on kaaluta aatomiosakesed, millel on negatiivne elektrilaeng. Nad pöörlevad aatomi tuuma ümber elektronkestade mustris. Iga elektronkest võib sisaldada ainult teatud arvu elektrone. Mõned teadlased kirjeldavad orbiidil olevate elektronide liikumist kui lainele või pilvele sarnast.
Prootonid on ka aatomiosakesed, millel on positiivne elektrilaeng. Need eksisteerivad aatomi tuumas. Positiivselt laetud prootonid meelitavad elektrone tasakaalustama aatomi elektrilaengut. Sel põhjusel sisaldavad aatomid alati sama arvu prootoneid ja elektrone. Laetud osakesed on ioonid, mitte aatomid.
Iga aatomi tuum, mis sisaldab rohkem kui ühte prootoni, on teist tüüpi aatomi osakeste liik, neutron. New Yorgi linnaülikooli Anthony Carpi sõnul toimivad neutronid tuuma kooshoidmiseks "nagu liim". Vastasel juhul tõrjuvad prootonid üksteist, sest neil on positiivne laeng. See oleks sarnane juhtumiga, kui proovite ühendada kahe magneti põhjapoolusi. Magnetid keelduvad kokku kleepumast.
Igale elemendile on määratud aatomnumber, mis näitab iga aatomi tuumas olevate prootonite arvu. Kuna aatomis on sama palju prootoneid ja elektrone, näitab aatomnumber ka seda, kui palju elektrone on. Igal elemendil on ka aatommass. See on ligikaudu võrdne prootonite ja neutronite summaga. Iga elemendi aatomnumbri ja kaalu leiate elementide perioodilisustabelist.
Elektronid ja prootonid on sarnased, kuna mõlemad on laetud aatomiosakesed. Iga elemendi aatomites on võrdne arv elektrone ja prootoneid, mis vastab elemendile omistatud aatomnumbrile. Nad erinevad selle poolest, et elektronid on praktiliselt kaalutud, prootonitel aga mõõdetav kaal. Elektronid tiirlevad aatomi tuuma ümber, meelitatuna sama tuuma sees olevate positiivselt laetud prootonite poole.