Gli atomi sono estremamente piccoli. Possono essere piccoli come 10 ^-8 centimetri, o 0,1 nanometri, di diametro. Gli atomi sono formati da tre diversi tipi di particelle subatomiche:neutroni, protoni ed elettroni. Il nucleo, o centro di un atomo, è fatto di protoni, che sono particelle e neutroni carichi positivamente, che sono neutri (non hanno alcun costo). Gli elettroni sono particelle cariche negativamente. Ogni atomo ha la stessa quantità di protoni ed elettroni, quindi ogni atomo ha una carica neutra.

A seconda di quanti neutroni, protoni ed elettroni hanno gli atomi, le loro proprietà variano. Quale elemento è un atomo è determinato da quanti protoni ha. Il numero di protoni nel nucleo di un dato atomo si chiama numero atomico, e sono questi numeri atomici con cui vengono classificati gli elementi sulla tavola periodica. Per esempio, un atomo di idrogeno ha un protone nel suo nucleo ed è quindi chiamato il numero uno nella tavola periodica. L'elio ha due protoni quindi il suo numero atomico è due, e così via.

Gli isotopi sono atomi che hanno lo stesso aspetto e si comportano allo stesso modo ma hanno un diverso numero di neutroni nei loro nuclei. Per esempio, il numero atomico dell'idrogeno è sempre uno perché tutti gli atomi di idrogeno hanno un protone. Però, vari isotopi di idrogeno, come H-2, avere un protone e un neutrone; H-3 ha un protone e due neutroni, ecc. La somma dei protoni e dei neutroni nel nucleo di un atomo è la sua massa atomica. Così, la massa atomica dell'isotopo H-2 è due, la massa atomica dell'isotopo H-3 è tre, e così via.