组成原子核的有不带电的中子和带正电的质子（两种核子各由红蓝绿三色3个夸克组成）。当周围有和其中质子等量的电子围绕时，构成的是原子。原子核极其渺小，如以铀的的原子半径/原子核半径比例是26634，而以氢的的原子半径/原子核半径比例是是60250。但在这极小的原子核里却集中了99.95%原子的质量。

原子核也有壳层结构，称为幻数：是能充满核壳层模型、提高原子核稳定性的核子数量（质子数加中子数），迄今已知的幻数有2、8、14、20、28、34、50、82、126。