تتكون نواة الذرة من نوعين من الجسيمات الأولية:
البروتونات: وهي جسيمات موجبة الشحنة.
النيوترونات: وهي جسيمات متعادلة الشحنة (لا تحمل أي شحنة كهربائية).
تترابط هذه الجسيمات معًا بقوة شديدة جدًا داخل النواة بفعل القوة النووية القوية، وهي إحدى القوى الأساسية الأربع في الطبيعة. عدد البروتونات في النواة يحدد العدد الذري للعنصر، وبالتالي يحدد هويته الكيميائية. بينما يمكن أن يختلف عدد النيوترونات لنفس العنصر، وهذا ما يسمى النظائر.