Az atomokról azt mondják, hogy ezek az univerzum építőkövei. Ezek a legkisebb részecskék, amelyekre bármely elem felosztható anélkül, hogy elveszítené azonosságát. Bármely elem egyetlen atomjának szerkezetét megnézve elegendő információ áll rendelkezésre az anyag azonosításához. Minden elem atomokból áll, amelyek azonos elektron-, proton- és neutronkonfigurációval rendelkeznek.
Az elektronok súlytalan szubatomi részecskék, amelyek negatív elektromos töltést hordoznak. Az atomok körül forognak az elektronhéjak mintázatában. Minden elektronhéj csak bizonyos számú elektronot tartalmazhat. Egyes tudósok úgy írják le a keringő elektronok mozgását, mint egy hullám vagy felhő.
A protonok szintén szubatomi részecskék, amelyek pozitív elektromos töltést hordoznak. Az atom magjában léteznek. A pozitív töltésű protonok vonzzák az elektronokat, hogy egyensúlyba hozzák az atom elektromos töltését. Emiatt az atomok mindig azonos számú protont és elektront tartalmaznak. A töltött részecskék ionok, nem atomok.
Egy másik típusú szubatomi részecske, a neutron, minden atom magjában található, amelynek egynél több protonja van. Anthony Carpi, a New York-i Városi Egyetem szerint a neutronok "ragasztóként" hatnak a mag egyben tartására. Ellenkező esetben, magyarázza, a protonok taszítanák egymást, mert pozitív töltésük van. Ez hasonló lenne ahhoz, mint amikor két mágnes északi pólusát próbáljuk összekapcsolni. A mágnesek nem hajlandók összetapadni.
Minden elemhez hozzárendeltek egy atomszámot, amely jelzi az egyes atomok magjában lévő protonok számát. Mivel egy atomban ugyanannyi proton és elektron van, az atomszám azt is jelzi, hogy hány elektron van. Minden elemnek van atomtömege is. Ez megközelítőleg megegyezik a protonok és a neutronok összegével. Az elemek periódusos táblázatában megtalálja az egyes elemek atomszámát és tömegét.
Az elektronok és a protonok hasonlóak abban, hogy mindkettő töltött atom alatti részecske. Minden elem atomjában azonos számú elektron és proton található, amely megfelel az elemhez rendelt atomszámnak. Különbözőek abban, hogy az elektronok gyakorlatilag súlytalanok, míg a protonok mérhető súlyúak. Az atomok körül az elektronok keringenek, vonzódva az azonos magban lévő pozitív töltésű protonokhoz.