Kjernen er den sentrale kjernen i et atom. Den inneholder protoner og nøytroner, samlet kalt nukleoner. Den er liten, omtrent 1/100 000 av atomets diameter, men den inneholder nesten all massen. Antall protoner bestemmer grunnstoffet. Antall nøytroner bestemmer isotopen. Kjernen holdes sammen av den sterke kjernekraften, som overvinner den elektrostatiske frastøtingen mellom protoner.

Kjernen ble oppdaget av Ernest Rutherford i 1911, gjennom gullfolieeksperimentet. Han fyrte av alfapartikler mot en tynn gullfolie og fant ut at noen av dem spratt tilbake. Det betydde at den positive ladningen var konsentrert i et lite volum, ikke spredt over hele atomet. Oppdagelsen endret atommodellen fra en plommepudding til et planetsystem.

Kjernen er ikke statisk. Den kan gjennomgå radioaktiv nedbrytning, avgi partikler og splittes i fisjon. Den kan fusjonere med andre kjerner i fusjon. Disse kjernereaksjonene frigjør enorme mengder energi, langt mer enn kjemiske reaksjoner. Det er derfor kjernekraft og atomvåpen er så kraftige.

Kjernen er også et kvantesystem. Protoner og nøytroner er ikke enkle kuler. De er laget av kvarker, holdt sammen av gluoner. Den sterke kraften er en av de fire grunnleggende naturkreftene. Å forstå kjernen er et sentralt mål i kjernefysikk.