Vàng, oxy, heli, đồng, cacbon. Đây là các nguyên tố, những chất tinh khiết chỉ bao gồm một loại nguyên tử duy nhất. Có 118 nguyên tố đã được biết đến, trong đó 94 nguyên tố tồn tại tự nhiên trên Trái đất. Phần còn lại được tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Mỗi nguyên tố có một số hiệu nguyên tử duy nhất, đó là số proton trong hạt nhân của nó. Bảng tuần hoàn sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự số hiệu nguyên tử tăng dần, cho thấy các quy luật trong tính chất của chúng.

Nguyên tố là những khối cấu tạo nên vật chất. Chúng không thể bị phân giải thành các chất đơn giản hơn bằng phương pháp hóa học. Chúng có thể kết hợp để tạo thành hợp chất, nhưng bản thân nguyên tố vẫn không thay đổi. Oxy là một nguyên tố. Nước là hợp chất của hydro và oxy. Sự phân biệt này rất quan trọng trong hóa học. Nguyên tố là dạng vật chất đơn giản nhất với bản chất hóa học riêng biệt.

Các nguyên tố tồn tại ở nhiều dạng khác nhau. Một số là đơn nguyên tử, như heli và neon. Một số là lưỡng nguyên tử, như hydro, oxy và nitơ. Một số tạo thành cấu trúc phức tạp, như cacbon trong kim cương hoặc than chì. Dạng tồn tại phụ thuộc vào tính chất liên kết của nguyên tố và các điều kiện. Các dạng thù hình là các dạng cấu trúc khác nhau của cùng một nguyên tố. Kim cương, than chì và graphene đều là các dạng thù hình của cacbon.

Các nguyên tố được hình thành trong các vì sao. Hydro và heli được tạo ra trong Vụ nổ lớn. Các nguyên tố nặng hơn được hình thành thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi sao và các vụ nổ siêu tân tinh. Các nguyên tử trong cơ thể bạn được tạo ra trong các vì sao. Theo nghĩa đen, bạn chính là bụi sao.