Nguyên tố được định nghĩa là chất được tạo thành từ các nguyên tử với một số proton cụ thể. Điều đó có nghĩa là mỗi nguyên tử có 1 proton luôn là nguyên tử hydro. Các nguyên tố không thể bị phá vỡ thêm bằng các biện pháp hóa học và luôn giữ được các đặc tính cụ thể, ngay cả khi liên kết.
Ba hạt hạ nguyên tử tạo nên nguyên tử là electron, proton và neutron. Các proton không bao giờ thay đổi trong một nguyên tố, nếu không nguyên tử sẽ trở thành một nguyên tố hoàn toàn mới. Số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố biểu thị số proton có trong bất kỳ nguyên tử nào của nguyên tố đó. Các electron lớp ngoài cùng chịu trách nhiệm cho liên kết hóa học và được gọi là electron hóa trị. Tùy thuộc vào nguyên tố được đề cập, các electron hóa trị có thể được nhận hoặc mất tự do. Sự sẵn có của các điện tử hóa trị trong nguyên tử của một nguyên tố cụ thể có thể được xác định thông qua việc sử dụng các số lượng tử trong các phép tính nâng cao.
Nguyên tử của một nguyên tố cụ thể có thể có phương sai về neutron. Chúng được gọi là đồng vị và được đặt tên bằng cách kết hợp tổng số proton và neutron trong nguyên tử. Ví dụ, đồng vị của cacbon - nguyên tử số 6 - bao gồm cacbon-12 và cacbon-14, cả hai đều có 6 proton nhưng có 6 và 8 nơtron tương ứng.
