Chociaż angielska nazwa atomu (atomu) ma być najmniejszą cząstką, która nie może być dalej podzielona, wraz z rozwojem nauki, atomy są uważane za składające się z elektronów, protonów i neutronów (atomy wodoru składają się z protonów i elektronów). Łącznie określane jako cząstki subatomowe. Prawie wszystkie atomy zawierają powyższe trzy cząstki subatomowe, ale prot (izotop wodoru) nie ma neutronów, a jego jon (po utracie elektronu) jest tylko protonem.
Proton ma ładunek dodatni, a jego masa jest 1836 razy większa od masy elektronu, która wynosi 1,6726×10⁻²⁷ kg. Jednak część masy może zostać przekształcona w energię wiązania atomowego. Neutrony nie mają żadnych opłat, a masa wolnych neutronów jest 1839 razy większa od masy elektronów, co wynosi 1,6929×10⁻²⁷ kg. Rozmiary neutronów i protonów są podobne, zarówno rzędu 2,5×10⁻10⁵1, ale ich powierzchnie nie są dokładnie zdefiniowane.
Chociaż atomy są małe, nie mogą być podzielone metodami chemicznymi, ale nadal mogą być podzielone innymi metodami, ponieważ atomy mają również pewien skład. Atomy składają się z dodatnio naładowanego jądra w środku i ujemnie naładowanych elektronów poza jądrem (przeciwieństwem antymaterii). Jądro składa się z protonów i neutronów. Elektrony poruszają się z dużą prędkością w większej przestrzeni poza jądrem.
W standardowej teorii modelu fizyki zarówno protony, jak i neutrony składają się z cząstek elementarnych zwanych kwarkami. Kwark jest rodzajem fermionu i jednym z dwóch podstawowych składników materii. Innym podstawowym składnikiem jest leptony, a elektrony są rodzajem leptonów. Istnieje sześć typów kwarków, z których każdy ma ładunek ułamkowy, +2/3 lub -1/3. Proton składa się z dwóch kwarków w górę i jednego w dół kwarku, podczas gdy neutron składa się z jednego kwarku w górę i dwóch kwarków w dół. Różnica ta wyjaśnia, dlaczego ładunek i masa neutronów i protonów są różne. Kwarki są utrzymywane razem przez silne interakcje i są zakasane przez gluony. Gluon jest członkiem normatywnego bozonu, rodzaju cząstki elementarnej używanej do przenoszenia siły.
Cząstki subatomowe mają właściwości kwantyzacji i dwoistość falowo-cząsteczkowego. Wzór jest wyrażony jako: λ=h/p=h/mv, gdzie λ ma długość fali, p jest pędem, a h jest stałą Plancka (6,626×10⁻ ³j. S)