La massa di un atomo è dovuta principalmente ai protoni e ai neutroni nel nucleo. Protoni e neutroni sono entrambi barioni, ovvero particelle subatomiche che costituiscono la materia. Ogni protone ha una massa di circa 1 unità di massa atomica (amu) e ogni neutrone ha una massa di circa 1 amu. Gli elettroni, d'altra parte, hanno una massa molto più piccola, poiché ciascun elettrone contribuisce solo per circa 1/1836 amu alla massa complessiva di un atomo.
La massa totale di un atomo può essere calcolata sommando le masse di tutti i suoi protoni e neutroni. Ad esempio, la massa di un atomo di carbonio-12 è di circa 12 amu perché ha sei protoni e sei neutroni.
La disposizione dei protoni, dei neutroni e degli elettroni all'interno di un atomo determina le proprietà e il comportamento dell'atomo. Il numero di protoni nel nucleo definisce l'elemento, mentre il numero di elettroni nella nuvola elettronica determina le reazioni chimiche dell'atomo e le interazioni con altri atomi.