Um elemento é definido como uma substância composta de átomos com um número específico de prótons. Isso significa que cada átomo com 1 próton é sempre um átomo de hidrogênio. Os elementos não podem ser decompostos por meios químicos e sempre retêm propriedades específicas, mesmo durante a ligação.
As três partículas subatômicas que constituem os átomos são elétrons, prótons e nêutrons. Os prótons nunca variam dentro de um elemento, ou o átomo se tornaria um elemento inteiramente novo. O número atômico de cada elemento denota quantos prótons existem em qualquer átomo desse elemento. Os elétrons mais externos são responsáveis pela ligação química e são conhecidos como elétrons de valência. Dependendo do elemento em questão, os elétrons de valência podem ser ganhos ou perdidos livremente. A disponibilidade de elétrons de valência no átomo de um elemento particular pode ser determinada através do uso de números quânticos em cálculos avançados.
Os átomos de um elemento específico podem ter variações nos nêutrons. Eles são conhecidos como isótopos e são nomeados pela combinação do número total de prótons e nêutrons no átomo. Por exemplo, isótopos de carbono - número atômico 6 - incluem carbono-12 e carbono-14, ambos com 6 prótons, mas com 6 e 8 nêutrons, respectivamente.