Element je snov, ki je v celoti sestavljena iz enega atoma. Tako je periodni sistem elementov dejansko seznam vseh znanih vrst atomov. Vendar atom sam ni najmanjši znani delec, ampak je vsak atom sestavljen iz treh posameznih delov: elektronov, protonov in nevtronov. Poleg tega so protoni in nevtroni sami sestavljeni iz še manjših delov, imenovanih kvarki.
Elektroni
Elektroni so temeljni delci, kar pomeni, da za nobenega delca ni znano, da tvori elektron. Elektroni so tisto, kar daje atomu elementa svoj naboj; lahko spremenite število elektronov, da postane pozitivno ali negativno nabita različica istega atoma. Nevtralno nabit atom bo imel enako količino elektronov kot protoni. Elektroni obstajajo v orbitalah, ki obdajajo jedro atomov, in v teh orbitalah se elektroni lahko vežejo z drugimi atomi in tvorijo spojine.
Protoni
Protoni so odločilna značilnost atoma elementa; število protonov je tisto, kar daje atomu maso (elektroni imajo v primerjavi s protoni zanemarljivo veliko maso). Tako so elementi razvrščeni po številu protonov, ki jih imajo njegovi atomi, in so na periodnem sistemu razvrščeni tako (npr. Atom vodika ima en proton, atom ogljika šest itd.). Protoni se nahajajo v jedru atoma.
Nevtroni
Nevtroni so približno tako masivni kot protoni in jih najdemo v jedru atoma skupaj s protoni. Medtem ko imajo protoni pozitiven naboj, elektroni pa negativni naboj, nevtroni nimajo naboja. Koliko spreminjanje števila elektronov ne spremeni samega elementa, spreminjanje količine nevtronov ohranja relativno enako vrsto elementa, ampak ustvarja izotop. Izotopi so lahko nestabilni in ko propadejo, sproščajo energijo v obliki sevanja.
Quarks
Elektroni so temeljni delci; vendar so protoni in nevtroni sestavljeni iz drugačnega nabora temeljnih delcev, znanih kot kvarki. Kvarki, odkriti leta 1961, so najmanjši znani delci v fiziki in obstaja šest vrst (gor, dol, šarm, čudno, spodaj in zgoraj). Trije kvarki se združijo in tvorijo barione, ki vključujejo protone in nevtrone. Kvark se lahko v paru kombinira tudi s antikvarkom in tvori mezon, vendar je ta vrsta snovi izjemno nestabilna in traja le delček milisekunde.