Atomer är extremt små. De kan vara så små som 10 ^-8 centimeter, eller 0,1 nanometer, i diameter. Atomer består av tre olika typer av subatomära partiklar:neutroner, protoner och elektroner. Kärnan, eller mitten av en atom, är gjord av protoner, som är positivt laddade partiklar och neutroner, som är neutrala (utan kostnad). Elektroner är negativt laddade partiklar. Varje atom har samma mängd protoner och elektroner, så varje atom har en neutral laddning.

Beroende på hur många neutroner, protoner och elektroner har atomer, deras egenskaper varierar. Vilket element en atom är bestäms av hur många protoner den har. Antalet protoner i en given atomkärna kallas dess atomnummer, och det är dessa atomnummer som elementen i det periodiska systemet klassificeras efter. Till exempel, en väteatom har en proton i sin kärna och kallas därför nummer ett på det periodiska systemet. Helium har två protoner så dess atomnummer är två, och så vidare.

Isotoper är atomer som ser ut och verkar likadant men har olika antal neutroner i sina kärnor. Till exempel, atomnumret för väte är alltid ett eftersom alla väteatomer har en proton. Dock, olika väteisotoper, såsom H-2, har en proton och en neutron; H-3 har en proton och två neutroner, etc. Summan av protonerna och neutronerna i en atomkärna är dess atommassa. Således, atommassan för H-2-isotopen är två, atommassan för H-3-isotopen är tre, och så vidare.