James Chadwick upptäckte neutronen år 1932. Det är en subatomär partikel utan elektrisk laddning och en massa något större än en proton. Den finns i kärnan bredvid protoner. Antalet neutroner avgör isotopen för ett grundämne. Kol-12 har sex neutroner. Kol-14 har åtta. Neutronen är avgörande för kärnstabilitet och kärnreaktioner.

Neutroner är inte stabila i sig själva. En fri neutron sönderfaller på cirka 15 minuter till en proton, en elektron och en antineutrino. Det är betasönderfall. Inuti en stabil kärna är neutroner stabila eftersom den starka kärnkraften binder dem till protoner. Balansen mellan protoner och neutroner avgör om en kärna är stabil eller radioaktiv. För många eller för få neutroner leder till sönderfall.

Neutroner används i många tillämpningar. Neutronspridning avslöjar materials struktur, särskilt de som innehåller väte. Neutronaktiveringsanalys identifierar spårämnen. Neutronterapi behandlar vissa cancerformer. Neutronbomber är en typ av kärnvapen som är utformade för att frigöra dödlig neutronstrålning. Kärnreaktorer använder neutroner för att upprätthålla fissionskedjereaktioner.

Neutronen är en baryon, uppbyggd av tre kvarkar: en uppkvark och två nedkvarkar. Dess magnetiska moment är nollskilt, vilket var en överraskning när det mättes. Neutronen är inte en fundamental partikel, men den är en grundläggande byggsten i materian.