Materia are un caracter discontinuu, fiind constituita din atomi, care la randul lor sunt alcatuiti din particule fundamentale subatomice; dintre acestea, cele mai bine studiate sunt protonul, neutronul si electronul. Protonii si neutronii se gasesc in nucleu - partea centrala a atomului, cu un volum restrans, extrem de dens, in care se concentreaza aproape intreaga masa a atomului. Legatura dintre nucleoni este asigurata de forte nucleare - forte puternice, fara analogie in fizica clasica, care actioneaza pe distante mici.

Electronul este particula materiala purtatoare a celei mai mici sarcini electrice negative - 1.6022 . 10-19 C. In atom, electronii se deplaseaza in jurul nucleului in mod haotic, in cadrul orbitalilor, avand totodata o miscare de rotatie in jurul propriei axe (miscare de spin).

Invelisul electronic este de 1013 - 1014 ori mai voluminos decat nucleul; este constituit din totalitatea electronilor care se deplaseaza in jurul nucleului. Starea energetica a electronilor in invelisul electronic este determinata de 4 parametrii (numere cuantice). Functie de valorile pe care le au acesti parametrii, electronii sunt structurati pe straturi, substraturi si orbitali.