Atomii sunt făcuți din protoni, neutroni și electroni, cu excepția atomilor de hidrogen, care nu au nici un neutron. Nucleul unui atom conține protonii și neutronii, iar electronii se găsesc în afara nucleul în orbite. Deoarece protonii au o sarcină pozitivă și electronii au o încărcătură negativă, ei se atrag unul pe altul pentru a ține atomul împreună. Protonii și neutronii sunt mult mai grei decât electronii și formează cea mai mare parte a masei unui atom.
Atomii sunt blocurile de bază ale tuturor materialelor și cea mai mică unitate de substanță care păstrează toate proprietățile elementului căruia îi aparține. Oamenii de știință au identificat 115 tipuri de atomi, fiecare având propriul model de protoni, neutroni și electroni, dar rămâne posibilitatea ca mai există. Atomii se leagă împreună în modele pentru a forma molecule. Grupuri de molecule alcătuiesc tot ceea ce există, atât viu cât și neînsuflețit.
Atomii care au pierdut sau au câștigat un electron sunt numiți ioni. Atât numărul de electroni cât și dispunerea electronilor unui atom contribuie la sensibilitatea sa la a deveni ion. Ionii au o sarcină negativă sau pozitivă și sunt atrași de alți atomi. Această atracție facilitează legarea atomilor, care este necesară pentru a forma molecule. Moleculele formate din atomi legați ai mai multor elemente se numesc compuși.