原子核是由质子和中子组成的。不同核素的原子核可以用三个数来表征，质量数A，质子数Z，和中子数N。质量数等于质子数加中子数。

原子核的大小可以通过阿尔法粒子散射，高能质子散射，电子，中子散射等实验测量。散射实验表明原子核比原子的尺寸要小得多，只有飞米量级，即比原子的尺寸要小几万分之一。

随着质量数的增大，原子核的半径将越来越大。对氢原子核来说，其直径为约一点七五飞米，对比较重的原子核铀可达到十五飞米。