James Chadwick a découvert le neutron en 1932. C'est une particule subatomique sans charge électrique, dont la masse est légèrement supérieure à celle du proton. Il se trouve au sein du noyau atomique, aux côtés des protons. Le nombre de neutrons détermine l'isotope d'un élément. Le carbone 12 possède six neutrons, tandis que le carbone 14 en possède huit. Le neutron est essentiel à la stabilité nucléaire et aux réactions nucléaires.

Les neutrons ne sont pas stables individuellement. Un neutron libre se désintègre en une quinzaine de minutes en un proton, un électron et un antineutrino. C'est la désintégration bêta. À l'intérieur d'un noyau stable, les neutrons sont stables car l'interaction forte les lie aux protons. L'équilibre entre protons et neutrons détermine la stabilité ou la radioactivité d'un noyau. Un excès ou un manque de neutrons entraîne sa désintégration.

Les neutrons sont utilisés dans de nombreuses applications. La diffusion des neutrons permet de déterminer la structure des matériaux, notamment ceux contenant de l'hydrogène. L'analyse par activation neutronique permet d'identifier les éléments traces. La neutronthérapie traite certains cancers. Les bombes à neutrons sont un type d'arme nucléaire conçu pour libérer un rayonnement neutronique mortel. Les réacteurs nucléaires utilisent les neutrons pour entretenir les réactions en chaîne de fission.

Le neutron est un baryon, composé de trois quarks : un quark up et deux quarks down. Son moment magnétique est non nul, ce qui fut une surprise lors de sa mesure. Le neutron n'est pas une particule fondamentale, mais un constituant fondamental de la matière.