Az atommag az atom központi magja. Protonokat és neutronokat tartalmaz, amelyeket együttesen nukleonoknak nevezünk. Apró, az atom átmérőjének körülbelül 1/100 000-ed része, de szinte az összes tömeget tartalmazza. A protonok száma határozza meg az elemet. A neutronok száma határozza meg az izotópot. Az atommagot az erős magerő tartja össze, amely legyőzi a protonok közötti elektrosztatikus taszítást.

Az atommagot Ernest Rutherford fedezte fel 1911-ben az aranyfólia-kísérlet során. Alfa-részecskéket lőtt ki egy vékony aranyfóliára, és azt tapasztalta, hogy néhány részecskék visszaverődnek. Ez azt jelentette, hogy a pozitív töltés egy apró térfogatban koncentrálódott, és nem oszlott szét az atomban. A felfedezés az atommodellt egy szilvás pudingból egy bolygórendszerré változtatta.

Az atommag nem statikus. Radioaktív bomláson mehet keresztül, részecskéket bocsáthat ki, és hasadás során felhasadhat. Magfúzió során más atommagokkal egyesülhet. Ezek a nukleáris reakciók hatalmas mennyiségű energiát szabadítanak fel, sokkal többet, mint a kémiai reakciók. Ezért olyan erősek az atomenergia és az atomfegyverek.

Az atommag is egy kvantumrendszer. A protonok és a neutronok nem egyszerű gömbök. Kvarkokból állnak, amelyeket gluonok tartanak össze. Az erős kölcsönhatás a természet négy alapvető erejének egyike. Az atommag megértése a magfizika központi célja.