原子核是由质子和中子组成。原子核（外文名：atomic nucleus，简称：核）是原子的核心部分，由质子和中子组成。原子核体积只占原子体积的几千亿分之一，却集中了99.96%以上原子的质量。构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力，使原子在化学反应中原子核不发生分裂。
原子核(atomic nucleus)位于原子的核心部分，占了99.96%以上原子的质量，与周围围绕的电子组成原子。原子核由质子和中子构成。而质子又是由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是则由两个下夸克和一个上夸克组成。原子核极小，它的直径在10-12至10-13公分之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，如果将原子比作地球，那么原子核相当于棒球场大小，而核内的夸克及电子只相当于棒球大小。原子核的密度极大，约为1014克/立方公分，原子核内有核壳层结构，称为幻核。
构成原子核的质子和中子之间存在介子，以传递原子核内巨大的吸引力-强力，强力比电磁力强137倍，故能克服质子之间所带正电荷的电磁斥力而结合成原子核。原子核的能量极大，当原子核发生裂变(重原子核分裂为两个或更多的核)或聚变(轻原子核相遇时结合成为重核)时，会释放出巨大的原子核能，即原子能(例如核能发电)。质子和中子及介子由价夸克(组分夸克)及诲夸克(流夸克)组成，夸克亦有层层(壳)结构，外层为横向连接的价夸克，内层为纵向叠加的诲夸克，而外层为3个横向连接的束缚态价夸克。价夸克按比例(2个上型夸克帯+2/3电荷，1个下型夸克帯-1/3电荷)分掉质子(或3夸克超子)内的整数电荷，故夸克带分数电荷。纵向叠加的诲夸克正负电荷相抵=零，原子内带正电荷的质子与带负电荷的电子数量相同，故整个原子呈电中性。
1912年英国科学家卢瑟福根据α粒子轰击金箔的实验中，绝大多数α粒子仍沿原方向前进，少数α粒子由于撞击到了电子发生较大偏转，个别α粒子偏转超过了90°，有的α粒子由于撞上原子核所以偏转方向甚至接近180°。该试验事实确认了：原子内含有一个体积小而质量大的带正电的中心，这就是原子核模型的来历。