Nukleoni so atomski delci, ki sestavljajo večino mase snovi. Atomi imajo jedro, ki je sestavljeno iz teh delcev – znanih tudi kot protoni in nevtroni &mash; in elektroni, ki krožijo okoli jedra. Atom je mogoče videti kot miniaturni sončni sistem, pri čemer “planeti” (elektroni) krožijo okoli osrednje “zvezde” (jedra). Elektroni imajo le 1/1836 maso protonov in 1/1837 maso nevtronov, medtem ko imajo nevtroni in protoni približno enako maso.
Le redko najdemo nukleone neodvisno – običajno so tesno zaprti v jedru atomov. Skupaj jih drži najmočnejša sila v vesolju, imenovana močna sila. Močna sila je približno 100-krat močnejša od elektromagnetne sile, vendar deluje le na izjemno majhnih razdaljah, na primer v atomskem jedru. Ko se njegova moč sprosti z razbijanjem ali zlivanjem atomskih jeder, so rezultati neverjetni. To je splošno znano kot “jedrska energija” in jo lahko vidimo v energiji, ki jo ustvari Sonce, ali uničujoči moči atomske bombe.
Včasih protoni in nevtroni obstajajo neodvisno. Radioaktivni razpad, ki ga najdemo v snoveh, kot je uran, je proces, pri katerem elementi počasi oddajajo protone in nevtrone v oblikah, znanih kot alfa sevanje. To je skupaj z drugimi oblikami radioaktivnega sevanja lahko škodljivo za ljudi. Prostor je napolnjen s takšnim sevanjem, sestavljenim iz energijskih delcev, ki potujejo v ravnih črtah s hitrostmi, ki so blizu svetlobni. Te delce v majhnih količinah oddaja vsaka zvezda.
V pospeševalnikih delcev fiziki pospešujejo atomska jedra drug v drugega z velikimi hitrostmi, da jih razstrelijo in sprostijo ploho delcev, ki jih je mogoče analizirati. Na ta način so našli različne eksotične delce. Leta 1969 je bilo na primer potrjeno, da so nukleoni v resnici sestavljeni iz manjših delcev, imenovanih kvarki, ki jih skupaj držijo delci, ki posredujejo silo, imenovani gluoni. Pred temi visokoenergetskimi poskusi so bili kvarki uporabljeni kot priročna teoretična konstrukcija, vendar je bilo šele po poskusih ugotovljeno, da so v resnici resnični delci.