Ba phần của nguyên tử là proton, neutron và electron. Nguyên tử tạo nên các khối cấu tạo cơ bản của vật chất và xác định cấu trúc của các nguyên tố. Những bộ phận này không được chính thức xác định cho đến năm 1932.
Các proton và neutron nặng hơn electron, và đặc điểm này khiến chúng ở trong hạt nhân, trong khi các electron tồn tại trong một đám mây xung quanh hạt nhân. Đám mây có bán kính lớn hơn hạt nhân 10.000 lần. Các proton và neutron thường có cùng khối lượng nhưng có thể nặng hơn 1.800 electron. Số lượng proton, neutron và electron sẽ khác nhau giữa các nguyên tử. Một nguyên tử cacbon sẽ không có cùng số phần như một nguyên tử oxy. Thông thường, có cùng số proton với neutron tạo cho nguyên tử một điện tích trung hòa. Khi một nguyên tố bắt đầu khác nhau về số lượng thì nguyên tử sẽ trở thành một đồng vị của nguyên tố đã cho. Mỗi nguyên tố có một số proton nhất định, được sử dụng để cung cấp cho nguyên tố đó một số hiệu nguyên tử. Tất cả các nguyên tử của một nguyên tố sẽ có cùng số hiệu nguyên tử. Kí hiệu hóa học, số khối và thông tin khác của mỗi nguyên tố được liệt kê trong bảng tuần hoàn. Bảng này liệt kê tất cả các nguyên tố cơ bản đã biết trong các khoảng thời gian và nhóm thích hợp.
