Un atome typique se compose d'un noyau qui est entouré d'un nuage d'électrons à distance. Le noyau d'un atome est généralement composé de protons et de neutrons chargés positivement qui n'ont aucune charge de leur posséder. Les électrons sont chargés négativement.
La plupart des atomes de l'univers suivent ce schéma, avec des protons et des neutrons à l'intérieur du noyau et des électrons tourbillonnant dans divers états à l'extérieur. Certaines exceptions à la règle existent cependant, comme l'hydrogène. L'isotope le plus courant de l'hydrogène, H1, n'a aucun neutron. Il se compose d'un seul proton associé à un seul électron.
D'autres exceptions plus exotiques sont possibles pour la structure d'un atome. Des atomes entièrement constitués d'antimatière peuvent être synthétisés à l'intérieur de grands accélérateurs de particules. Ces atomes sont constitués d'antiprotons entourés de positons à l'endroit où se trouvent habituellement les électrons. En dehors de leurs charges, les atomes fabriqués à partir d'antimatière sont structurellement identiques aux atomes de matière ordinaire et pourraient se comporter de manière similaire s'ils pouvaient rester stables.
La variation la plus extrême du modèle atomique est peut-être l'étoile à neutrons. Les étoiles à neutrons sont des restes stellaires qui ont été tellement écrasés par leur propre gravité que les électrons qu'elles contiennent ont été forcés à leur surface. Essentiellement, une étoile à neutrons est une configuration de plus dans laquelle un atome peut tomber.
