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 są rzędu 
. Ponieważ znajdują się w nim w bardzo małych odległościach od siebie dodatnio naładowane protony, występują tam znaczne siły elektrostatycznego odpychania. Jądra większości atomów pozostają jednak układami trwałymi, dzieje się tak dlatego, że w jądrze występują siły przyciągania miedzy protonami i nutronami nazywane siłami jądrowymi (naturą takich oddziaływań zajmuje się fizyka jądrowa). Cechą charakterystyczną oddziaływań jakim podlegają nukleony jest to że znikają bardzo szybko w miarę zwiększania odległości między cząstkami im podlegającymi (są to sily o bardzo małym zasięgu). Jądro atomu zbudowane jest z dwóch rodzajów elementarnych cząstek: protonów i neutronów zwanych nukleonami.
Energia wiązania nukleonów w jądrze można obliczyć. Biorąc na przykład trwały izotop rubidu, 
, jądro zawiera więc 37 protonów i 48 neutronów, wokół jądra krązą 37 elektrony. Gdyby wszystkie te czastki znajdowały się w stanie wolnym