Nguyên tử là đơn vị cơ bản cấu thành nên tất cả vật chất trong vũ trụ. Cấu trúc của nguyên tử bao gồm ba loại hạt cơ bản:

1. **Proton**: Đây là những hạt mang điện dương, nằm trong hạt nhân của nguyên tử. Số lượng proton trong hạt nhân xác định nguyên tố của nguyên tử (ví dụ, nguyên tử hydro có một proton, còn nguyên tử carbon có sáu proton).

2. **Neutron**: Những hạt này không mang điện (điện tích trung hòa) và cũng nằm trong hạt nhân. Neutron kết hợp với proton tạo thành hạt nhân nguyên tử. Số lượng neutron có thể thay đổi trong cùng một nguyên tố, tạo ra các đồng vị khác nhau (isotopes).

3. **Electron**: Đây là những hạt mang điện âm, chuyển động xung quanh hạt nhân ở một khoảng cách nhất định. Số lượng electron trong nguyên tử thường bằng số lượng proton, làm cho nguyên tử trung hòa về điện.

Hạt nhân của nguyên tử, bao gồm proton và neutron, chiếm phần lớn khối lượng của nguyên tử nhưng chỉ chiếm rất ít thể tích. Các electron tạo thành "vỏ" xung quanh hạt nhân, trong đó chúng chuyển động trong các quỹ đạo khác nhau, tạo thành các lớp electron.

Cấu trúc nguyên tử có thể được biểu diễn qua mô hình Bohr (mô hình cổ điển) hoặc mô hình lượng tử hiện đại, với mô hình lượng tử mô tả các mức năng lượng và khả năng xuất hiện của electron.