Obwohl der englische Name des Atoms (Atom) das kleinste Teilchen sein soll, das nicht weiter geteilt werden kann, werden Atome mit der Entwicklung der Wissenschaft als aus Elektronen, Protonen und Neutronen zusammengesetzt betrachtet (Wasserstoffatome bestehen aus Protonen und Elektronen). Kollektiv als subatomare Teilchen bezeichnet. Fast alle Atome enthalten die oben genannten drei subatomaren Teilchen, aber Protium (Isotop des Wasserstoffs) hat keine Neutronen, und sein Ion (nach dem Verlust eines Elektrons) ist nur ein Proton.
Das Proton hat eine positive Ladung und seine Masse ist 1836 mal so groß wie das Elektron, das 1,6726×10,2⁷ kg beträgt. Ein Teil der Masse kann jedoch in atomare Bindungsenergie umgewandelt werden. Neutronen haben keine Ladung, und die Masse freier Neutronen ist 1839-mal so groß wie die Masse der Elektronen, was 1,6929×10,2⁷ kg beträgt. Die Größen von Neutronen und Protonen sind ähnlich, sowohl in der Größenordnung von 2,5×10-15 m, aber ihre Oberflächen sind nicht genau definiert.
Obwohl Atome klein sind, können sie nicht durch chemische Methoden unterteilt werden, aber sie können immer noch durch andere Methoden unterteilt werden, da Atome auch eine bestimmte Zusammensetzung haben. Atome bestehen aus einem positiv geladenen Kern im Zentrum und negativ geladenen Elektronen außerhalb des Kerns (das Gegenteil von Antimaterie). Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen. Die Elektronen bewegen sich mit hohen Geschwindigkeiten in einem größeren Raum außerhalb des Kerns.
In der Standardmodelltheorie der Physik bestehen sowohl Protonen als auch Neutronen aus Elementarteilchen, die Quarks genannt werden. Quark ist eine Art Fermion und eine der beiden Grundkomponenten der Materie. Eine weitere Grundkomponente werden Leptonen genannt, und Elektronen sind eine Art von Leptonen. Es gibt sechs Arten von Quarks, von denen jeder eine Bruchladung hat, entweder +2/3 oder -1/3. Ein Proton besteht aus zwei Up-Quarks und einem Daunenquark, während ein Neutron aus einem Up-Quark und zwei Daunenquarks besteht. Dieser Unterschied erklärt, warum die Ladung und Masse von Neutronen und Protonen unterschiedlich sind. Quarks werden durch starke Interaktionen zusammengehalten und durch Gluonen vermittelt. Das Gluon ist ein Mitglied des normativen Bosons, einer Art Elementarteilchen, das zur Kraftübertragung verwendet wird.
Subatomare Teilchen haben Quantisierungseigenschaften und Wellen-Teilchen-Dualität. Die Formel wird ausgedrückt wie: s=h/p=h/mv, wobei die Wellenlänge, p der Impuls und h die Planck-Konstante (6,626×10-34 J- S)