Um átomo é composto de uma porção central chamada núcleo que contém prótons e nêutrons. Os elétrons orbitam o núcleo e são normalmente encontrados em uma proporção de um para um com os prótons. Diferentes configurações atômicas estáveis são chamadas de elementos. O hidrogênio é único por ter um próton, um elétron e nenhum nêutron.
A massa de um átomo é determinada principalmente pelo número de prótons e nêutrons que possui, já que os elétrons têm muito pouca massa. Os prótons têm carga de energia positiva, os elétrons têm carga de energia negativa e os nêutrons não têm carga. A massa de um átomo de um determinado elemento pode variar, pois alguns átomos do mesmo elemento possuem diferentes quantidades de nêutrons. Esses átomos são chamados de isótopos.
A estrutura atômica está diretamente relacionada às propriedades físicas e químicas de um elemento. Cada átomo tenta ter um orbital de elétron externo completo, e aqueles que não têm orbitais completos participam de reações químicas que podem formar novas ligações. Os átomos que têm camadas externas completas, como os gases nobres, não são reativos.
O químico russo Dmitri Mendeleev propôs organizar os átomos por sua massa atômica, agora conhecida como a tabela periódica dos elementos. Este arranjo ainda é usado hoje e é atualizado sempre que um novo elemento é provado que existe. Apenas 92 elementos ocorrem naturalmente, em 2014. Os mais comuns são hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio.
