Mặc dù mỗi nguyên tử được tạo thành từ các hạt có kích thước khác nhau, phần lớn không gian hoặc thể tích của mỗi nguyên tử bao gồm đám mây điện tử của nó. Tuy nhiên, trong số ba phân tử có mặt, neutron là hạt lớn nhất và hạt nhân của nguyên tử chiếm 99,9% tổng khối lượng của nó.
Cấu trúc cơ bản của bất kỳ nguyên tử nào bao gồm một hạt nhân làm bằng proton và neutron và một loạt các electron nhỏ quay quanh nó trong một không gian được gọi là đám mây electron. Ngoại lệ duy nhất của cấu trúc này là nguyên tử hydro, không chứa neutron.
Các nguyên tử, giống như các hạt mà chúng tạo thành, chứa nhiều không gian trống hơn khối lượng vì điện tích dương của proton và điện tích âm của electron đẩy nhau. Điều này tạo ra cái mà các nhà khoa học gọi là "đám mây điện tử" bao quanh hạt nhân của mỗi nguyên tử. Về thể tích, đám mây electron chiếm phần lớn "không gian" của mỗi nguyên tử. Một minh họa phổ biến về không gian này chỉ ra rằng nếu hạt nhân của một nguyên tử có kích thước bằng một viên bi, thì rìa ngoài của đám mây electron sẽ cách xa nó hơn 100 thước, hoặc một sân bóng đá.
Tuy nhiên, mặc dù thực tế là phần lớn không gian của mỗi nguyên tử chứa các electron, phần lớn khối lượng của nó, 99,9%, nằm trong hạt nhân. Khối lượng của hạt nhân nguyên tử được phân chia gần như đồng đều giữa các proton và neutron, mặc dù neutron lớn hơn một chút. Ngược lại, khối lượng của một electron bằng 1/1836 của một proton.
