Nguyên tử rất quan trọng vì chúng tạo thành khối cấu tạo cơ bản của tất cả vật chất nhìn thấy được trong vũ trụ. Có 92 loại nguyên tử tồn tại trong tự nhiên và các loại nguyên tử khác có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm . Các loại nguyên tử khác nhau được gọi là nguyên tố.
Hydro, vàng và sắt là những ví dụ về các nguyên tố bao gồm các loại nguyên tử duy nhất của một loại nguyên tử. Các nguyên tử cũng có thể kết hợp với nhau theo những tỷ lệ cố định để tạo thành phân tử. Nước là một phân tử bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy liên kết với nhau.
Nguyên tử bao gồm các hạt thậm chí còn nhỏ hơn được gọi là neutron, proton và electron. Các neutron và proton có điện tích dương và rất lớn và nặng so với các electron. Hai hạt này tồn tại trong hạt nhân của nguyên tử, hạt nằm ở trung tâm của nó. Phần lớn khối lượng của nguyên tử nằm trong hạt nhân.
Các electron quay quanh hạt nhân nguyên tử giống như cách Trái đất quay quanh mặt trời. Các electron có thể tích trữ năng lượng trong chuyển động của các electron này xung quanh hạt nhân. Năng lượng hóa học này cho phép nguyên tử tham gia vào các phản ứng hóa học để tạo thành các hợp chất. Các electron có thể nhận được năng lượng từ ánh sáng, nhảy ra xa nguyên tử hơn. Khi nhảy trở lại, chúng có thể giải phóng năng lượng dư thừa này bằng cách phát ra ánh sáng của riêng mình.