Atom, kimyasal bir elementi oluşturan maddenin en küçük yapıtaşıdır. Katı, sıvı, gaz ve plazma hâlindeki her madde, nötral veya iyonize olmuş atomlardan oluşur. Çoğu atom, 1 metrenin 10 milyarda biri (yani yaklaşık 100 pikometre) büyüklüğündedir. Bu kadar küçük ölçeklerde, kuantum mekaniğinden kaynaklı etkiler maddenin davranışını domine etmeye başlar. Bir diğer deyişle, örneğin bir tenis topunun davranışlarını kestirmekte kullandığımız klasik fizik, bu ölçekte anlamını yitirir. Dolayısıyla, atomlar kadar küçük nesnelerin davranışlarını açıklayabilmek için kuantum fiziği denilen özel bir fizik türünün kullanılması gerekir.
Her atom, bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafına bağlı hâlde bulunan 1 ya da daha fazla sayıda elektrondan oluşur. Atom çekirdeği ise 1 ya da daha fazla sayıda proton ve nötrondan oluşur. Hidrojen atomlarının en yaygın formu hariç, bütün atom çekirdeklerinde nötronlar bulunur. Elektronlar, proton ve nötronlara göre o kadar küçüktür ki, atomun toplam kütlesinin %99.94'ünü protonlar ve nötronlar tek başlarına oluştururlar.