Có ba thành phần chính bên trong nguyên tử: neutron, electron và proton. Các neutron không có điện tích, trong khi proton có điện tích dương và electron mang điện tích âm. Các neutron và proton tồn tại trong một vùng tâm dày đặc được gọi là hạt nhân, trong khi các electron tồn tại trong một không gian khác, được gọi là obitan, xung quanh hạt nhân.
Hầu hết tất cả khối lượng của một nguyên tử đến từ neutron và proton. Do đó, hầu như tất cả khối lượng đều tập trung ở các hạt nhân nhỏ ở trung tâm, mặc dù nó không chiếm phần lớn thể tích của nguyên tử. Nguyên tử được phát hiện bởi J.J. Thompson vào thế kỷ 19.
