atommag az atom központi része; az elektronburok veszi körbe felhőszerűen (elektronfelhő). Átmérő 10^-14 m (1 fm; femtom), amely töredéke az atom átmérőjének, az atomok nagyságát tehát az elektronburok adja. A magot a proton/ok és neutron/ok, közös néven nukleonok alkotják, ezek hozzák létre a magerőteret. A protonok taszítják egymást, a protonok és neutronok kis távolságból vonzzák egymást. A nukleonok közötti kölcsönhatást a magerőtér bozonjai közvetítik.

A protonok száma az atom rendszáma (atomic number; egyezik az elektronok számával); jele: Z. A vegyjel (M) előtt, alsó kitevőben írva jelöljük (₃Li – lítium: rendszáma 3, azaz 3 protonja [és elektronja] van).

A mag töltése pozitív a protonok miatt; ez a magtöltés, amelynek száma egyezik a protonok számával, és mert a protonok száma adja az atom rendszámát, azzal is egyenlő. Azaz az atom rendszáma, a magtöltés száma és az elektronok száma minden atomban egyenlő. Ha az atomokat ezek alapján növekvő sorrendben rakjuk, az elemeket kapjuk meg.

Az atomagban lévő protonok és neutronok együttes száma a tömegszám; jele: A. A vegyjel előtt, felső kitevőbe írva jelöljük, Pl. a szén tömegszáma 12: ¹²C.

A fentiekből következik, hogy az elemek a tömegszámmal és a rendszámmal tökéletesen jellemezhetők. Pl. (¹²₆C) azt jelenti, hogy a szénatomnak (vegyjele: C) 6 protonja és 6 neutronja van.

Előfordul atommagok, amelyeknek magjában a protonok száma azonos, a neutronoké azonban eltér; az ilyen atommagot tartalmazó atomokat neutronmásoknak nevezzük. (→neutronmás)