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Nach einem einfachen Modell besteht die Grundstruktur von Atomen aus einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Atomhülle. Der Atomkern setzt sich aus den massereichen Nukleonen zusammen, den positiv geladenen Protonen und den elektrisch neutralen Neutronen. Er macht fast die gesamte Masse des Atoms aus. Im Gegensatz dazu sind die Elektronen der Atomhülle eher massearm. Die Nukleonen des Kernes werden durch starke Kernkräfte zusammengehalten. Dabei handelt es sich um starke Wechselwirkungen mit kurzer Reichweite, die sowohl zwischen gleichartigen Nukleonen, als auch zwischen unterschiedlichen Nukleonen wirken. Diese Wechselwirkungen sind viel größer als die Kräfte, die die Elektronen an den Kern binden. Die Zahl der Protonen in einem Atom ist gleich der Zahl der Elektronen und repräsentiert jeweils ein Element oder eine Atomart. Ein Element kann unterschiedlich viele Neutronen besitzen: Das sind die Isotope oder Atomsorten.
Aus Kernfusionen gewinnen auch Sterne, wie z. B. die Sonne, ihre Energie.
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