Atomy jsou základní stavební částice z nichž jsou vybudovány látky. Toto pojmenování vzniklo ve starověkém Řecku v 5. století př. K. na základě Demokritova názoru, že jde o částice již nedělitelné. Na počátku tohoto století E. Rutherford při výzkumu a-záření objevil a dokázal, že se atomy skládají z kladně nabitého jádra obklopeného elektrony (řadí se mezi leptony – elementární částice s nízkou klidovou hmotností), které vytvářejí elektronový obal (méně než 1% hmotnosti atomu), jehož náboj je kompenzován nábojem jádra. Atom jako celek je elektroneutrální. Atomová jádra všech prvků jsou složena z protonů a neutronů (patří mezi baryony – elementární částice s vysokou klidovou hmotností). Společně se tyto částice nazývají nukleony. Látky, jejichž atomová jádra obsahují nejen určitý stejný počet protonů, ale i určitý stejný počet neutronů, se nazývají nuklidy. Nuklid 126C je např. složen z atomů, které mají nukleonové číslo 12 a protonové číslo 6. Nuklidy se stejným protonovým a různým nukleonovým číslem (které se odlišují pouze počtem neutronů v jádře) se nazývají izotopické nuklidy, neboli izotopy. Např. 178O a 168O jsou izotopy.
E.Rutherford předpokládal, že se elektrony okolo jádra pohybují po kružnicích, jejichž poloměr je určen pouze podmínkou rovnosti dostředivé síly (tj. elektrického přitahování jádra a elektronu) a odstředivé síly. Podle zákonů klasické fyziky by však energie elektronu postupně klesala, poloměr jeho dráhy by se rychle zmenšoval, až by nakonec dopadl na jádro. Atom by zanikl. Neils Bohr v r. 1913 doplnil model atomu předpokladem, že se elektrony po stacionárních drahách – po kružnicích s určitým poloměrem – mohou pohybovat bez vyzařování elektromagnetického vlnění a tedy bez ztráty energie. Vycházeje z kvantové teorie a z pokusně získaných spekter dále usoudil, že se energie elektronu v atomu může měnit pouze po určitých dávkách – kvantech, a to při přechodu z jedné stacionární dráhy na druhou. Bohrův model tak vystihl základní schopnost elektronu v atomu, tedy schopnost existovat jen ve stavech s určitou energií a tuto energii měnit pouze ve skocích a nikoli spojitě. Chování všech elementárních částic se zásadně liší od chování těles běžných rozměrů a nedá se vystihnout klasickou newtonovskou mechanikou.