Атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Эти частицы, входящие в состав ядра, принято называть нуклонами (от латинского nucleus – ядро). Число протонов, входящих в ядро, определяет величину его заряда и называется зарядовым числом Z. Зарядовое число равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Общее количество нуклонов в ядре равно массовому числу A. Разность A – Z равна количеству нейтронов в ядре.

Протон имеет положительный электрический заряд, равный по величине заряду электрона, т.е. +e, нейтрон не имеет электрического заряда. Массы покоя протона m_p и нейтрона m_n почти равны: m_p = 1,6726^.10^-27 кг, m_n = 1,6750^.10^-27 кг, т.е. масса нейтрона на 0,14% больше массы протона.

Нуклоны имеют спин m_s = и собственные магнитные моменты.

Между нуклонами в ядре действуют ядерные силы, характеризующиеся очень большой величиной (они гораздо сильнее электрических сил, не говоря уже о гравитационных) и малым радиусом действия. За размеры ядра принимают размеры той области пространства, в которой проявляется действие ядерных сил. Радиус ядра можно оценить по эмпирической формуле

где R₀ » 1,25^.10^-15 м. Таким образом, масса ядра, определяемая его массовым числом, пропорциональна объему: ~ A. Следовательно, плотность вещества во всех ядрах примерно одинакова и составляет r_я » 10¹⁷ кг/м³. При такой плотности шар радиусом всего 250 м обладал бы массой, равной массе Земли.