Các hạt nguyên tử mang điện tích dương được gọi là proton. Những hạt này cùng với neutron tồn tại trong hạt nhân của nguyên tử. Mỗi proton và neutron có khối lượng nguyên tử là một.
Mỗi nguyên tố trong bảng tuần hoàn được ký hiệu bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố, tương đương với số proton trong hạt nhân của nó. Số proton trong hạt nhân cân bằng với số electron, hay các hạt mang điện âm, do đó nguyên tử trung hòa có cùng số proton với electron. Chỉ các ion có số proton và electron khác nhau. Các điện tích dương của proton hút các điện tích âm của các electron, giữ chúng trên quỹ đạo. Số khối lượng nguyên tử của một nguyên tố là tổng số proton và neutron trong hạt nhân của một nguyên tử.