原子核是原子的中心部分，由質子和中子組成。原子的質量幾乎全部集中在原子核中。各種元素的原子核中所含的質子和中子數都不相同。原子核有的穩定，有的不穩定，不穩定的原子核能放出射線，并衰變成另一種元素的原子核。

原子核，簡稱“核”，位于原子的核心部分，由質子和中子兩種微粒構成。而質子又是由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子又是由兩個下夸克和一個上夸克組成。

原子核極小，它的直徑在10^-15m-10^-14m之間，體積只占原子體積的幾千億分之一，在這極小的原子核里卻集中了99.96%以上原子的質量。原子核的密度極大，核密度約為10^17kg/m3，即1m3的體積如裝滿原子核，其質量將達到10^14t，即1百萬億噸。原子核的能量極大，構成原子核的質子和中子之間存在著巨大的吸引力，能克服質子之間所帶正電荷的斥力而結合成原子核，使原子在化學反應中原子核不發生分裂。

當一些原子核發生裂變（原子核分裂為兩個或更多的核）或聚變（輕原子核相遇時結合成為重核）時，會釋放出巨大的原子核能，即原子能（例如核能發電）。原子核與圍繞原子核的電子共同組成原子，因為原子核所帶正電荷與電子所帶負電荷數量相同，故整個原子不顯電性，呈電中性。

原子中所有的質子和中子結合起來就形成了一個很小的原子核，它們一起也可以被稱為核子。原子核的半徑約等于1.07×A^1/3 fm，其中A是核子的總數。原子半徑的數量級大約是105fm，因此原子核的半徑遠遠小于原子的半徑。核子被能在短距離上起作用的殘留強力束縛在一起。當距離小于2.5fm的時候，強力遠遠大于靜電力，因此它能夠克服帶正電的質子間的相互排斥。