Atomların evrenin yapı taşları olduğu söylenir. Herhangi bir elementin kimliğini kaybetmeden bölünebileceği en küçük parçacıklardır. Herhangi bir elementin tek bir atomunun yapısına bakmak, malzemeyi tanımlamak için yeterli bilgi sağlar. Her element aynı elektron, proton ve nötron konfigürasyonuna sahip atomlardan oluşur.
Elektronlar, negatif elektrik yükü taşıyan ağırlıksız atom altı parçacıklardır. Bir atomun çekirdeği etrafında elektron kabukları şeklinde dönerler. Her elektron kabuğu yalnızca belirli sayıda elektron içerebilir. Bazı bilim adamları, yörüngedeki elektronların hareketini bir dalga veya buluta benzer olarak tanımlar.
Protonlar ayrıca pozitif elektrik yükü taşıyan atom altı parçacıklardır. Atomun çekirdeğinde bulunurlar. Pozitif yüklü protonlar, atom içindeki elektrik yükünü dengelemek için elektronları çeker. Bu nedenle atomlar her zaman aynı sayıda proton ve elektron içerir. Yüklü parçacıklar iyonlardır, atomlar değil.
Bir başka atom altı parçacık türü olan nötron, birden fazla protonu olan her atomun çekirdeğinde bulunur. New York Şehir Üniversitesi'nden Anthony Carpi'ye göre, nötronlar çekirdeği bir arada tutmak için "tutkal gibi" davranırlar. Aksi takdirde, protonların birbirini iteceğini, çünkü pozitif bir yükü paylaşacaklarını açıklıyor. Bu, iki mıknatısın kuzey kutuplarını birleştirmeye çalıştığınızda olana benzer. Mıknatıslar birbirine yapışmayı reddediyor.
Her elemente, her atomun çekirdeğinde bulunan proton sayısını gösteren bir atom numarası atanmıştır. Bir atomda aynı sayıda proton ve elektron bulunduğundan, atom numarası kaç tane elektron olduğunu da gösterir. Her elementin ayrıca bir atom ağırlığı vardır. Bu yaklaşık olarak proton ve nötronların toplamına eşittir. Elementlerin Periyodik Tablosunda her elementin atom numarasını ve ağırlığını bulabilirsiniz.
Elektronlar ve protonlar, her ikisinin de yüklü atom altı parçacıklar olması bakımından benzerdir. Her elementin atomlarında, elemente atanan atom numarasına karşılık gelen eşit sayıda elektron ve proton vardır. Protonların ölçülebilir ağırlığı varken elektronların neredeyse ağırlıksız olması bakımından farklıdırlar. Elektronlar, aynı çekirdeğin içindeki pozitif yüklü protonları çeken bir atomun çekirdeğinin yörüngesinde döner.