Az atomokhoz hasonlóan, az atommagot is különböző modellekkel lehet szemléltetni és leírni. 1932-ben, a neutron felfedezésének évében Heisenberg (1901-1976) német és Tamm (1895-1971) szovjet Nobel-díjas fizikusok megalkották a protonokból és neutronokból álló mag elméletét. 1934-ben Walter Elsasser német fizikus kidolgozta a héjmodellt, ami kvantummechanikai leírást adott az atommagra és bizonyos tulajdonságait magyarázta.

A kísérleti tapasztalatokat jól visszaadó és elég szemléletes magmodell a cseppmodell, amely az atommagot bizonyos értelemben olyannak tekinti, mint egy folyadékcsepp.

Kísérleti tapasztalat, hogy a tömegszám növekedésével az atommag sűrűsége nem változik, azaz sűrűsége nem függ a benne lévő nukleonok számától. Az atommag tehát olyan, mint egy folyadékcsepp. Ebből következik, hogy a mag V térfogata és A tömegszáma egyenesen arányos. Fölírható tehát

, ahol a v ₀ arányossági tényező felfogható úgy, mint egyetlen nukleon térfogata. A geometriából tudjuk, hogy egy r sugarú gömb térfogata

A két összefüggésből számítható a mag sugara. A két egyenletet egyenlővé téve és a sugarat a tömegszámmal kifejezve

Mivel a tényező csak állandó mennyiségeket tartalmaz, ezért a sugár a tömegszám köbgyökével arányosan növekszik. Ennek következtében a mag felülete a sugár négyzetével, tehát a fentiek miatt a tömegszám 23-ik hatványával arányosan növekszik. Ez azt jelenti, hogy a tömegszám növekedésével a mag felülete és sugara kevésbé növekszik, mint a térfogata.

Az atommagban a tömegszám növekedésével nő a fajlagos kötési energia, mert újabb és újabb nukleonok között jelenik meg vonzó kölcsönhatás. Ez az energiajárulék a térfogati energia, ami az erős kölcsönhatásból adódik.

A kötési energiát csökkenti, hogy a mag felületén elhelyezkedő nukleonok nincsenek minden oldalról körülvéve, ezért csak a belül lévőkkel képesek kölcsönhatásba lépni. Ezek a nukleonok nem vesznek részt teljes intenzitással a kötésben. Ezt az energiajárulékot felületi energiának nevezzük. A tömegszám növekedésével az összes nukleonhoz képest egyre kevesebb lesz a felszínen, így ennek a járuléknak a jelentősége csökken.

A kötési energiát csökkentő, tehát a kötés erősségét gyengítő hatás a magban található pozitív töltések miatt jelen lévő elektromos taszítás. Ez a Coulomb-energia. A magban található protonok számának növekedésével ez az energiatag növekszik.