Hạt nhân của nguyên tử chứa neutron và proton. Proton mang điện tích dương, trong khi neutron trung hòa. Các electron, trong khi một phần của nguyên tử, không phải là một phần của hạt nhân.
Nguyên tử trung hòa về điện, có nghĩa là chúng có lượng điện tích âm và dương bằng nhau. Điện tích thuần của hạt nhân nguyên tử là dương vì các proton dương. Để chống lại điều này, các electron mang điện tích âm quay quanh hạt nhân.
Một nguyên tử trung hòa có cùng số proton với số electron. Không giống như proton, số lượng neutron trong hạt nhân có thể thay đổi. Một nguyên tử chứa đúng số lượng proton và electron, nhưng có số lượng neutron khác trong hạt nhân, được gọi là đồng vị.
Phần lớn khối lượng của nguyên tử nằm trong hạt nhân. Các electron nhẹ hơn nhiều so với proton và neutron.
Mặc dù một hạt nhân chứa phần lớn khối lượng của một nguyên tử, nó rất nhỏ so với tổng kích thước của nguyên tử. Điều này là do các proton và neutron được giữ chặt chẽ với nhau bởi lực hạt nhân. Nếu không có lực hạt nhân này, các proton dương sẽ đẩy nhau và hạt nhân sẽ không tồn tại. Nếu lực hạt nhân quá yếu, hạt nhân sẽ vỡ ra, dẫn đến phát xạ phóng xạ.
