Nukleoni ir atomu daļiņas, kas veido lielāko daļu vielas masas. Atomiem ir kodols, kas sastāv no šīm daļiņām — pazīstams arī kā protoni un neitroni &mash; un elektroni, kas riņķo ap kodolu. Atomu var uzskatīt par miniatūru Saules sistēmu ar “planētām” (elektroniem), kas riņķo ap centrālo “zvaigzni” (kodolu). Elektroniem ir tikai 1/1836 protonu masas un 1/1837 neitronu masas, savukārt neitroniem un protoniem ir aptuveni vienāda masa.
Tikai reti nukleoni tiek atrasti neatkarīgi – tie parasti ir cieši bloķēti atomu kodolā. Tos satur spēcīgākais spēks Visumā, ko sauc par spēcīgo spēku. Spēcīgais spēks ir aptuveni 100 reizes spēcīgāks par elektromagnētisko spēku, taču tas darbojas tikai ļoti mazos attālumos, piemēram, atoma kodolā. Kad tā jauda tiek atbrīvota, salaužot vai sapludinot kopā atomu kodolus, rezultāti ir pārsteidzoši. To parasti sauc par “kodolenerģiju”, un to var redzēt enerģijā, ko rada Saule vai atombumbas iznīcinošā jauda.
Reizēm protoni un neitroni pastāv neatkarīgi. Radioaktīvā sabrukšana, kas atrodama tādās vielās kā urāns, ir process, kurā elementi lēnām izdala protonus un neitronus formās, kas pazīstamas kā alfa starojums. Tas kopā ar citiem radioaktīvā starojuma veidiem var būt kaitīgs cilvēkiem. Kosmoss ir piepildīts ar šādu starojumu, kas sastāv no enerģētiskām daļiņām, kas pārvietojas taisnās līnijās ar ātrumu, kas ir tuvu gaismas ātrumam. Šīs daļiņas nelielā daudzumā izstaro katra zvaigzne.
Daļiņu paātrinātājos fiziķi lielā ātrumā paātrina atomu kodolus savā starpā, lai tos izjauktu un atbrīvotu daļiņu lietu, kuras var analizēt. Tādā veidā ir atrastas dažādas eksotiskas daļiņas. Piemēram, 1969. gadā tika pārbaudīts, ka nukleoni patiesībā sastāv no mazākām daļiņām, ko sauc par kvarkiem, ko satur spēku starpniecības daļiņas, ko sauc par gluoniem. Pirms šiem augstas enerģijas eksperimentiem kvarki tika izmantoti kā ērta teorētiska konstrukcija, taču tikai pēc eksperimentiem tika noskaidrots, ka tie patiesībā ir reālas daļiņas.