Tanto los protones como los neutrones se encuentran en el núcleo de un átomo. El tercer tipo de partícula que tiene un átomo, los electrones, se encuentran en orbitales fuera del núcleo.
El núcleo es la parte más densa de un átomo. Tanto los neutrones como los protones tienen una masa significativa, mientras que los electrones carecen prácticamente de masa. Este modelo fue descubierto como resultado del experimento de la lámina de oro en 1911 por Ernest Rutherford. Los neutrones no tienen carga, mientras que un protón tiene una carga de +1. Del mismo modo, los electrones tienen una carga de -1. Cada átomo tiene una carga global que se puede determinar al restar la cantidad de electrones de los protones.