Сучасна модель атома є розвитком планетарної моделі Бора-Резерфорда. Відповідно до сучасної моделі, ядро ​​атома складається з позитивно заряджених протонів і не мають заряду нейтронів і оточене негативно зарядженими електронами. Проте уявлення квантової механіки не дозволяють вважати, що електрони рухаються навколо ядра по скільки-певних траєкторіях (невизначеність координати електрона в атомі може бути порівнянна з розмірами самого атома).

Хімічні властивості атомів визначаються конфігурацією електронної оболонки і описуються квантовою механікою. Положення атома в таблиці Менделєєва визначається електричним зарядом його ядра (тобто кількістю протонів), в той час як кількість нейтронів принципово не впливає на хімічні властивості; при цьому нейтронів в ядрі, як правило, більше, ніж протонів (див.: атомне ядро). Якщо атом знаходиться в нейтральному стані, то кількість електронів у ньому дорівнює кількості протонів. Основна маса атома зосереджена в ядрі, а масова частка електронів в загальній масі атома незначна (кілька сотих відсотка маси ядра).