Każdy atom składa zbudowany jest z jądra oraz z krążących wokół niego elektronów. Jądro atomowe składa się z dodatnio naładowanych protonów i elektrycznie obojętnych neutronów. Ponieważ masa elektronu jest ok. 1830 razy mniejsza od masy protonu czy neutronu (Mp=1,0073 u, Mn=1,00866 u), dlatego też jądro skupia niemal całą masę atomu.

Liczba protonów jąder jądrze i zarazem liczba elektronów na orbicie nazywana jest liczbą atomową Z. Decyduje ona jąder własnościach fizycznych i chemicznych pierwiastka.

Suma liczb protonów i neutronów, czyli liczbę nukleonów wyraża liczba masowa jąder.

Atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą masową noszą nazwę izotopów. Natomiast atomy pierwiastków, których jądra zawierają taką samą liczbę nukleonów, ale różnią się liczbą atomową nazywa się izobarami.

Izotony natomiast to atomy, których jądra mają taką samą liczbę neutronów, lecz różnią się liczbą protonów.

Trwałość jąder atomowych jest skutkiem działania sił jądrowych. Są to siły przyciągani między nukleonami. Mają bliski zasięg, rzędu 1.5m

Masa jądra atomowego jest zawsze mniejsza od sumy mas nuklidów wchodzących w jego skład. Ta różnica nosi nazwę defektu masy i jest ilościowo jest równa energii wiązania nukleonów w jądrze.

Obie te wielkości wiąże wzór Einsteina: , gdzie c - prędkość światła w próżni.