Ein typisches Atom besteht aus einem Kern, der in einiger Entfernung von einer Elektronenwolke umgeben ist. Der Kern eines Atoms besteht normalerweise aus positiv geladenen Protonen und Neutronen, die keine Ladung haben besitzen. Elektronen sind negativ geladen.
Die meisten Atome im Universum folgen diesem Muster, wobei Protonen und Neutronen innerhalb des Kerns und Elektronen in verschiedenen Zuständen außerhalb davon wirbeln. Es gibt jedoch einige Ausnahmen von der Regel, wie z. B. Wasserstoff. Das häufigste Isotop von Wasserstoff, H1, hat überhaupt keine Neutronen. Es besteht nur aus einem einzigen Proton in Verbindung mit einem einzelnen Elektron.
Andere, exotischere Ausnahmen sind für die Struktur eines Atoms möglich. Atome, die vollständig aus Antimaterie bestehen, können in großen Teilchenbeschleunigern synthetisiert werden. Diese Atome bestehen aus Antiprotonen, die von Positronen umgeben sind, wo normalerweise Elektronen zu finden wären. Abgesehen von ihren Ladungen sind Atome aus Antimaterie strukturell identisch mit Atomen gewöhnlicher Materie und könnten sich ähnlich verhalten, wenn sie stabil gehalten werden könnten.
Die vielleicht extremste Variante des Atommodells ist der Neutronenstern. Neutronensterne sind stellare Überreste, die durch ihre eigene Schwerkraft so zerdrückt wurden, dass Elektronen in ihnen an ihre Oberfläche gedrückt wurden. Im Wesentlichen ist ein Neutronenstern eine weitere Konfiguration, in die ein Atom fallen kann.