Một nguyên tố là một chất tinh khiết bao gồm hoàn toàn một loại nguyên tử. Nguyên tử là số lượng nhỏ nhất của một nguyên tố cụ thể có thể được xác định là nguyên tố đó.
Nguyên tử được tạo thành từ ba hạt hạ nguyên tử. Các proton và neutron tạo thành hạt nhân của nguyên tử, và một đám mây electron quay quanh hạt nhân. Số proton trong hạt nhân, nói chung bằng số electron quay quanh, là yếu tố phân biệt nguyên tử của một nguyên tố này với nguyên tử của nguyên tố khác. Ví dụ, các nguyên tử tạo nên hydro đều có một proton và các nguyên tử tạo nên heli đều có hai proton.
Một số nguyên tố tạo thành đồng vị, là những nguyên tử có đúng số proton nhưng khác số nơtron. Vì các đồng vị của một nguyên tố đều có cùng số proton nên chúng vẫn được coi là cùng một nguyên tố.
Sự khác biệt giữa các nguyên tử của một nguyên tố này và một nguyên tố khác dẫn đến các tính chất của nguyên tố khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ sôi, nhiệt dung và khả năng phản ứng hóa học. Mặc dù các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có vẻ rất giống nhau, nhưng bản thân các nguyên tố đó có thể có những tính chất rất khác nhau. Ví dụ, lưu huỳnh, với mười sáu proton, là chất rắn ở nhiệt độ phòng trong khi clo, với mười bảy proton, là một khí độc trong cùng điều kiện.
