Atómin eru örsmá, þvermál þeirra er aðeins brot úr nanómetra, t.d. er radíus vetnis 0,079nm og radíus kalsíns 0,33nm.
Atómin eru kúlulaga og að mestu leyti tómarúm.
Í miðju atóms er kjarni og er þvermál hans aðeins um einn hundraðþúsundasti af þvermáli atómsins.
Umhverfis kjarnann sveima mínushlaðnar rafeindir sem mynda rafeindaský.
Í kjarnanum eru plúshlaðnar róteindir og óhlaðnar nifteindir.
Næstum allur massi atóms er í kjarna þess, vegna þess að róteind og nifteind
eru um það bil 1840 sinnum þyngri en rafeind
en róteind og nifteind hafa svipaðan massa.
Massatala atóms er samanlagður fjöldi róteinda og nifteinda þess.
Frumefnin eru rúmlega 100 og hvert þeirra hefur ákveðinn fjölda róteinda í kjarnanum. Þegar atómum er raðað í sæti í lotukerfið verður sætistalan jöfn fjölda róteinda.
Nifteindir frumefnis geta verið mismunandi margar, t.d. eru í náttúrunni tvær gerðir klóratóma.
Önnur gerðin hefur 18 nifteindir í kjarnanum og er með massatöluna 35
en hin hefur 20 nifteindir í kjarnanum og er með massatöluna 37.
Þessar tvær gerðir eru samsætur klórs,
þær eru báðar í sama sæti í lotukerfinu.
Á eftirfarandi mynd eru sýndar teikningar af hvernig við getum hugsað okkur samsætur vetnis.
Jafnmargar róteindir og rafeindir eru í óhlöðnu atómi
en atómið er plúshlaðin jón ef rafeindirnar eru færri en róteindirnar
og mínushlaðin jón ef rafeindirnar eru fleiri en róteindirnar.