Hạt nhân nguyên tử, còn được gọi thông thường là hạt nhân, là cấu trúc vật chất đậm đặc (có mật độ cực lớn -đạt đến 100 triệu tấn trên một xăng-ti-mét khối ), chiếm khối lượng chủ yếu (gần như là toàn bộ) của nguyên tử. Về cơ bản, theo các hiểu biết hiện nay thì hạt nhân nguyên tử có kích thước nằm trong vùng giới hạn bởi bán kính cỡ 10−15 m, được cấu tạo từ hai thành phần sau: