Walaupun nama Bahasa Inggeris atom (atom) bertujuan untuk menjadi zarah terkecit yang tidak boleh dibahagikan lagi, dengan perkembangan sains, atom dianggap terdiri daripada elektron, proton, dan neutron (atom hidrogen terdiri daripada proton dan elektron). Secara kolektif dirujuk sebagai zarah subatomik. Hampir semua atom mengandungi tiga zarah subatomik di atas, tetapi protium (isotope hidrogen) tidak mempunyai neutron, dan ionnya (selepas kehilangan elektron) hanyalah sebuah proton.
Proton mempunyai caj positif dan jisimnya adalah 1836 kali ganda jisim elektron, iaitu 1.6726×10⁻²⁷ kg. Walau bagaimanapun, sebahagian daripada jisim boleh ditukar menjadi tenaga mengikat atom. Neutron tidak mempunyai bayaran, dan jisim neutron percuma adalah 1839 kali jisim elektron, iaitu 1.6929×10⁻²⁷ kg. Saiz neutron dan proton adalah sama, kedua-duanya mengikut susunan 2.5×10⁻¹⁵ m, tetapi permukaan mereka tidak ditakrifkan dengan tepat.
Walaupun atom kecil, mereka tidak boleh dibuktikan dengan kaedah kimia, tetapi mereka masih boleh dibuktikan dengan kaedah lain, kerana atom juga mempunyai komposisi tertentu. Atom terdiri daripada nukleus yang dikenakan secara positif di pusat dan elektron yang dikenakan secara negatif di luar nukleus (bertentangan dengan antimatter). Nukleus terdiri daripada proton dan neutron. Elektron bergerak pada kelajuan tinggi di ruang yang lebih besar di luar nukleus.
Dalam teori model standard fizik, kedua-dua proton dan neutron terdiri daripada zarah-zarah asas yang dipanggil kuartet. Kuark adalah sejenis fermis dan salah satu daripada dua komponen asas perkara itu. Satu lagi komponen asas dipanggil lepton, dan elektron adalah sejenis lepton. Terdapat enam jenis kuartet, masing-masing mempunyai caj pecahan, sama ada +2/3 atau -1/3. Sebuah proton terdiri daripada dua kuartet up dan satu kuartet down, manakala neutron terdiri daripada satu kuartet dan dua kuartet bawah. Perbezaan ini menjelaskan mengapa caj dan jisim neutron dan proton adalah berbeza. Kuartet diadakan bersama oleh interaksi yang kuat dan diantara oleh gluons. Gluon adalah ahli boson normatif, sejenis zarah asas yang digunakan untuk menghantar kekerasan.
Zarah subatomik mempunyai ciri-ciri kuantiti dan duality otot gelombang. Formula ini dinyatakan sebagai: λ=h/p=h/mv, di mana λ adalah panjang gelombang, p adalah momentum, dan h adalah malar Planck (6.626×10⁻³⁴ J· S)