Az atomok atommagból és a magot körülvevő elektronfelhőből állnak. Az atomok átlagos mérete: néhányszor , az atommagok átlagos mérete: néhányszor . Az elektronfelhőben találhatók az elektronok, amelyeknek töltése negatív. A pozitív töltésű atommagot protonok és neutronok, közös néven nukleonok alkotják. A proton és az elektron töltése egyenlő nagyságú, de ellentétes előjelű, ez az elemi töltés, jele: e, nagysága . A magban található protonok száma megegyezik az elektronfelhőt alkotó elektronok számával, ezért az atom elektromosan semleges.

A proton, a neutron és az elektron tömege pontos mérések alapján a következő:

Az adatokból kiszámítható, hogy a neutron tömege körülbelül két elektrontömeggel nagyobb, mint a proton tömege.

Az atommagban található protonok száma a rendszám, jele Z.

Az atommagban található neutronok száma a neutronszám, jele: N.

A neutronok és a protonok együttes száma adja az atomtömegszámát. Jele: A, amelyre teljesül az

egyenlet.

Az azonos rendszámú, de különböző tömegszámú (különböző neutronszámú) atommagokat izotópoknak nevezzük.

Az izotópok kémiai tulajdonságai megegyeznek.

Az atommag sűrűsége nagyon nagy, mert nagyon kicsiny térfogatába koncentrálódik szinte az atom teljes tömege. A kísérletekkel meghatározott atommagtérfogattal számolva sűrűsége közelítőleg 2,3 · 10¹⁷ kg/m³. Ekkora sűrűség esetén a Föld sugara 6370 km helyett 183 m lenne.