Les atomes sont constitués de protons, de neutrons et d'électrons à l'exception des atomes d'hydrogène, qui n'ont pas de neutrons. Le noyau d'un atome contient les protons et les neutrons, et les électrons se trouvent à l'extérieur le noyau dans les orbitales. Parce que les protons ont une charge positive et les électrons ont une charge négative, ils s'attirent pour maintenir l'atome ensemble. Les protons et les neutrons sont beaucoup plus lourds que les électrons et constituent la majeure partie de la masse d'un atome.
Les atomes sont les éléments de base de toute matière et la plus petite unité de substance qui conserve toutes les propriétés de l'élément auquel il appartient. Les scientifiques ont identifié 115 types d'atomes, chacun avec son propre schéma de protons, de neutrons et d'électrons, mais il reste la possibilité qu'il en existe d'autres. Les atomes se lient ensemble selon des motifs pour former des molécules. Les groupes de molécules composent tout ce qui existe, à la fois vivant et inanimé.
Les atomes qui ont perdu ou gagné un électron sont appelés ions. Le nombre d'électrons et la disposition des électrons d'un atome contribuent à sa sensibilité à devenir un ion. Les ions ont une charge négative ou positive et sont attirés par d'autres atomes. Cette attraction facilite la liaison des atomes, ce qui est nécessaire pour former des molécules. Les molécules constituées d'atomes liés de plus d'un élément sont appelées composés.