Nguyên tử được tạo ra từ proton, neutron và electron, ngoại trừ nguyên tử hydro, không có bất kỳ neutron nào. Hạt nhân của nguyên tử chứa proton và neutron, và các electron được tìm thấy bên ngoài hạt nhân trong các obitan. Vì proton mang điện tích dương và electron mang điện tích âm nên chúng hút nhau để giữ nguyên tử lại với nhau. Các proton và neutron nặng hơn nhiều so với các electron và tạo nên phần lớn khối lượng của một nguyên tử.
Nguyên tử là khối cấu tạo cơ bản của mọi vật chất và là đơn vị nhỏ nhất của chất giữ lại tất cả các đặc tính của nguyên tố mà nó thuộc về. Các nhà khoa học đã xác định được 115 loại nguyên tử, mỗi loại có một mẫu proton, neutron và electron riêng, nhưng vẫn có khả năng tồn tại nhiều hơn. Các nguyên tử liên kết với nhau theo mô hình để tạo thành phân tử. Các nhóm phân tử tạo nên mọi thứ tồn tại, cả sống và vô tri.
Nguyên tử bị mất hoặc nhận được một điện tử được gọi là ion. Cả số lượng electron và sự sắp xếp của các electron của nguyên tử đều góp phần vào độ nhạy trở thành ion của nó. Các ion mang điện tích âm hoặc dương và bị hút bởi các nguyên tử khác. Lực hút này tạo điều kiện cho liên kết nguyên tử, điều cần thiết để hình thành phân tử. Phân tử bao gồm các nguyên tử liên kết của nhiều hơn một nguyên tố được gọi là hợp chất.