Iako je englesko ime atoma (atoma) namijenjeno da bude najmanja čestica koja se ne može dalje podijeliti, uz razvoj nauke, atomi se smatraju sačinjenim od elektrona, protona i neutrona (atomi vodika se sačinjavaju od protona i elektrona). Kolektivno se nazivaju subatomske čestice. Gotovo svi atomi sadrže gore navedeno tri subatomske čestice, ali protij (izotop vodika) nema neutrona, a njegov ion (nakon gubitka elektrona) je samo proton.
Proton ima pozitivno naboje i njegova masa je 1836 puta veći od mase elektrona, što je 1.6726×10⁻² ² kg. Međutim, dio mase se može pretvoriti u atomsku energiju vezanja. Neutroni nisu naboji, a masa slobodnih neutrona je 1839 puta veći od mase elektrona, što je 1,6929×10⁻² kg. Veličine neutrona i protona su slične, kako po redu od 2,5×10⁻¹¹ m, ali njihove površine nisu precizno definisane.
Iako su atomi mali, ne mogu se podijeliti hemijskim metodama, ali se i dalje mogu podijeliti drugim metodama, jer atomi također imaju određeni sastav. Atomi su sačinjeni od pozitivno naelektrisanog nukleusa u centru i negativno naelektrisanih elektrona izvan nukleusa (suprotno od antimaterije). Nukleus se sačinjava od protona i neutrona. Elektroni se kreću velikim brzinama u većem prostoru izvan nukleusa.
U standardnoj teoriji modela fizike, i protoni i neutroni su sačinjeni od elementarnih čestica koje se zovu kvarkovi. Quark je vrsta fermiona i jedna od dvije osnovne komponente materije. Druga osnovna komponenta se zove leptoni, a elektroni su vrsta leptona. Postoji šest vrsta kvarkova, od kojih svaki ima razlomak naboja, bilo +2/3 ili -1/3. Proton se sačinjava iz dva gore kvarka i jedan niz kvark, dok je neutron sačinjan od jednog gore kvarka i dva kvarka niz. Ova razlika objašnjava zašto su naboj i masa neutrona i protona različiti. Kvarkovi se drže zajedno jakim interakcijama i posredovane su gluoni. Gluon je član normativnog bozona, neke vrste elementarne čestice koja se koristi za prenos sile.
Subatomske čestice imaju karakteristike kvantizacije i dualnost talasnih čestica. Formula je izražena kao: λ=h/p=h/mv, gdje je λ talasna dužina, p je zamah, a h Planckova konstanta (6,626×10⁻³³ J· S)