Os átomos são feitos de prótons, nêutrons e elétrons, com exceção dos átomos de hidrogênio, que não têm nêutrons. O núcleo de um átomo contém os prótons e nêutrons, e os elétrons estão localizados fora o núcleo em orbitais. Como os prótons têm carga positiva e os elétrons, carga negativa, eles se atraem para manter o átomo unido. Prótons e nêutrons são muito mais pesados que elétrons e constituem a maior parte da massa de um átomo.
Os átomos são os blocos básicos de construção de toda a matéria e a menor unidade de substância que retém todas as propriedades do elemento ao qual pertence. Os cientistas identificaram 115 tipos de átomos, cada um com seu próprio padrão de prótons, nêutrons e elétrons, mas permanece a possibilidade de que existam mais. Os átomos se unem em padrões para formar moléculas. Grupos de moléculas constituem tudo o que existe, tanto vivo quanto inanimado.
Os átomos que perderam ou ganharam um elétron são chamados de íons. Tanto o número de elétrons quanto o arranjo dos elétrons de um átomo contribuem para sua sensibilidade em se tornar um íon. Os íons têm carga negativa ou positiva e são atraídos por outros átomos. Essa atração facilita a ligação de átomos, que é necessária para formar moléculas. Moléculas que consistem em átomos ligados de mais de um elemento são chamadas de compostos.