กล่าวกันว่าอะตอมเป็นหน่วยการสร้างของจักรวาล พวกมันเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดที่องค์ประกอบใด ๆ สามารถแบ่งออกได้โดยไม่สูญเสียเอกลักษณ์ของมัน การดูโครงสร้างของอะตอมเดี่ยวขององค์ประกอบใดๆ ให้ข้อมูลที่เพียงพอในการระบุวัสดุ แต่ละองค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมที่มีอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนในโครงแบบเดียวกัน
อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่ไม่มีน้ำหนักซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ พวกมันหมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมในรูปแบบของเปลือกอิเล็กตรอน เปลือกอิเล็กตรอนแต่ละอันสามารถมีอิเล็กตรอนได้จำนวนหนึ่งเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์บางคนอธิบายว่าการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่นั้นคล้ายกับคลื่นหรือเมฆ
โปรตอนยังเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวก พวกมันมีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม โปรตอนที่มีประจุบวกจะดึงดูดอิเล็กตรอนเพื่อปรับสมดุลประจุไฟฟ้าภายในอะตอม ด้วยเหตุนี้ อะตอมจึงมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันเสมอ อนุภาคที่มีประจุเป็นไอออน ไม่ใช่อะตอม
อนุภาคย่อยอีกชนิดหนึ่งคือ นิวตรอน ซึ่งอยู่ในนิวเคลียสของทุกอะตอมที่มีโปรตอนมากกว่าหนึ่งตัว ตามที่ Anthony Carpi จากมหาวิทยาลัย City of New York กล่าวว่านิวตรอนทำหน้าที่ "เหมือนกาว" เพื่อยึดนิวเคลียสไว้ด้วยกัน มิฉะนั้น เขาอธิบายว่าโปรตอนจะขับไล่กันและกัน เพราะมันมีประจุบวกร่วมกัน สิ่งนี้จะคล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณพยายามเชื่อมต่อขั้วเหนือของแม่เหล็กสองตัว แม่เหล็กไม่ยอมติดกัน
แต่ละองค์ประกอบได้รับหมายเลขอะตอมที่ระบุจำนวนโปรตอนที่อยู่ในนิวเคลียสของแต่ละอะตอม เนื่องจากมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากันในอะตอม เลขอะตอมจึงระบุด้วยว่ามีอิเล็กตรอนกี่ตัว แต่ละองค์ประกอบมีน้ำหนักอะตอมด้วย นี่จะเท่ากับผลรวมของโปรตอนและนิวตรอนโดยประมาณ คุณสามารถหาเลขอะตอมและน้ำหนักของแต่ละธาตุได้จากตารางธาตุ
อิเล็กตรอนและโปรตอนมีความคล้ายคลึงกันโดยที่ทั้งคู่มีประจุเป็นอนุภาคย่อยของอะตอม ในอะตอมของธาตุแต่ละธาตุมีจำนวนอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากัน ซึ่งสอดคล้องกับเลขอะตอมที่กำหนดให้กับธาตุนั้น ต่างกันตรงที่อิเล็กตรอนแทบไม่มีน้ำหนัก ในขณะที่โปรตอนมีน้ำหนักที่วัดได้ อิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม ดึงดูดโปรตอนที่มีประจุบวกภายในนิวเคลียสเดียวกัน