Demokrit foreslo ideen i antikkens Hellas: materie er laget av ørsmå, udelelige partikler. Han kalte dem atomos, som betyr udelelige. Ideen lå i dvale i to årtusener inntil John Dalton gjenopplivet den i 1803. Atomer er ikke udelelige. De har en kjerne av protoner og nøytroner omgitt av en sky av elektroner. Men de er den minste enheten av et element som beholder sine kjemiske egenskaper.

Atomer er for det meste tomrom. Kjernen er liten, omtrent 1/100 000 av atomets diameter, men den inneholder nesten all massen. Protoner er positivt ladet. Nøytroner er nøytrale. Elektroner er negativt ladet og opptar orbitaler rundt kjernen. Antall protoner bestemmer grunnstoffet. Antall nøytroner bestemmer isotopen. Antall elektroner bestemmer ladningen.

Atomer kombineres for å danne forbindelser og molekyler. De binder seg ved å dele elektroner (kovalente bindinger) eller ved å overføre elektroner (ioniske bindinger). Plasseringen av elektroner, spesielt de ytterste, bestemmer hvordan et atom oppfører seg. Periodesystemet organiserer grunnstoffer etter atomnummer og elektronkonfigurasjon, noe som avslører mønstre i kjemisk oppførsel.

Atomer er ikke solide kuler. De er kvantemekaniske systemer beskrevet av bølgefunksjoner. Elektroner går ikke i bane som planeter. De eksisterer i sannsynlighetsskyer. Atomet er en modell, og modellen har utviklet seg. Den vil fortsette å utvikle seg etter hvert som vi lærer mer.