Masa atomului este determinată în primul rând de numărul de protoni și neutroni pe care îl are, deoarece electronii au o masă foarte mică. Protonii au o încărcătură energetică pozitivă, electronii au o încărcare negativă de energie, iar neutronii nu au nicio sarcină. Masa unui atom dintr-un anumit element poate varia, deoarece anumiți atomi ai aceluiași element au cantități diferite de neutroni. Acești atomi sunt numiți izotopi.
Structura atomică se referă direct la proprietățile fizice și chimice ale unui element. Fiecare atom încearcă să aibă o orbită electronică completă exterioară, iar cele care nu au orbitale complete participă la reacții chimice care pot forma noi legături. Atomii care au cochilii exterioare complete, cum ar fi gazele nobile, nu sunt reactive.
Chimistul rus Dmitri Mendeleev a propus aranjarea atomilor prin masa lor atomică, acum cunoscută sub denumirea de tabel periodic de elemente. Acest aranjament este încă folosit astăzi și este actualizat ori de câte ori se dovedește existența unui nou element. Numai 92 de elemente apar în mod natural, începând din 2014. Cele mai frecvente sunt hidrogenul, carbonul, azotul și oxigenul.
