Nguyên tử là khối cấu tạo cơ bản của vật chất. Khi hai hoặc nhiều nguyên tử liên kết với nhau, chúng tạo thành phân tử. Một ví dụ là hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy kết hợp với nhau để tạo thành phân tử nước.
Nguyên tử được tạo thành từ ba hạt khác nhau. Các proton và neutron được tìm thấy trong hạt nhân, là lõi trung tâm của nguyên tử. Các proton mang điện tích dương, trong khi nơtron không mang điện tích.
Các electron được tìm thấy trong lớp vỏ năng lượng bên ngoài hạt nhân. Mỗi hạt hạ nguyên tử này mang điện tích âm. Một nguyên tử trung hòa chứa cùng số proton và electron.
Nguyên tử tích điện, được gọi là ion, hình thành khi một nguyên tử tăng hoặc mất ít nhất một điện tử. Nếu một ion có nhiều proton hơn electron, nó có điện tích thuần dương. Nếu ion có nhiều electron hơn proton, nó có điện tích âm thuần.
Bảng tuần hoàn các nguyên tố sắp xếp tất cả các nguyên tố theo cấu hình electron và tính chất nguyên tử của chúng. Sử dụng Bảng tuần hoàn, có thể xác định có bao nhiêu proton và electron được tìm thấy trong một nguyên tử trung hòa.
Số hiệu nguyên tử của một nguyên tố tương ứng với số proton có trong một nguyên tử của nguyên tố đó. Heli có số hiệu nguyên tử là 2, vì vậy có hai proton trong một nguyên tử của heli. Trong nguyên tử trung hoà, số electron bằng số hiệu nguyên tử. Magiê có số hiệu nguyên tử là 12. Điều này có nghĩa là một nguyên tử trung hòa của heli có 12 proton và 12 electron.