Le noyau d'un atome est entouré d'un nuage d'électrons qui est maintenu en place par une force électromagnétique. Le noyau représente beaucoup plus de la masse totale de l'atome que le nuage, bien que le nuage représente pour un plus grand volume de l'atome.
Un atome a trois éléments constitutifs : les protons, les neutrons et les électrons. Le noyau situé au centre est composé de protons chargés positivement et de neutrons neutres. Ces éléments sont liés entre eux par une force nucléaire. Le nombre de protons dans le noyau détermine à quel élément appartient l'atome, communément appelé numéro atomique. Le nuage d'électrons environnant est entièrement composé d'électrons chargés négativement. Malgré le noyau et le nuage environnant, la majeure partie d'un atome est un espace vide.
Le modèle cloud n'était pas le premier concept. Plusieurs modèles ont été envisagés avant que le cloud ne soit accepté dans les années 1920. Les modèles précédents comprenaient les modèles Billiard Ball et Plum Pudding. Le modèle de Bohr a été adopté au XXe siècle. Dans ce modèle, l'atome est similaire à un système solaire.
Un électron a une charge de 1,0671 x 10^-19 coulomb. Une propriété importante des électrons est le spin. Le spin sur un électron est un taux spécifique de 1/2 fois une unité de rotation, qui peut être attribué par l'individu effectuant la mesure.