W roku 1911 fizyk E. Rutherford eksperymentalnie dowiódł istnienia jądra atomowego. Z doświadczenia, które przeprowadził, wynikało, że masa i cały dodatni ładunek atomu skupione są w bardzo małej objętości, którą później nazwano jądrem atomu.
Rozmiary jądra atomowego są rzędu 10-14-10-15 m. Ponieważ odległości pomiędzy znajdującymi się w jądrze protonami są niezwykle małe, występują w nim znaczne siły odpychania elektrostatycznego. Pomimo to jądra większości atomów pozostają układami trwałymi. Dzieje się tak dlatego, że w jądrze występują siły przyciągania między protonami i neutronami nazywane siłami jądrowymi (naturą takich oddziaływań zajmuje się fizyka jądrowa). Cechą charakterystyczną tych oddziaływań jest to, że zanikają bardzo szybko w miarę zwiększania odległości pomiędzy cząstkami im podlegającymi (są to siły o bardzo małym zasięgu).
Jądro atomu zbudowane jest z dwóch rodzajów elementarnych cząstek: protonów i neutronów zwanych ogólnie nukleonami.
Energie wiązania nukleonów w jądrze można obliczyć. Biorąc na przykład trwały izotop rubidu , w którego jądrze jest 37 protonów i 48 neutronów, wokół jądra krąży za 37 elektrony. Gdyby wszystkie te czastki znajdowały się w stanie