原子核简称"核"。位于原子的核心部分,由质子和中子两种微粒构成。而质子又是由两个上夸克和一个下夸克组成,中子又是由两个下夸克和一个上夸克组成。构成原子核的质子和中子之间存在介子,以传递原子核内巨大的吸引力-强力,强力比电磁力强137倍,故能克服质子之间所带正电荷的电磁斥力而结合成原子核。
1912年英国科学家卢瑟福根据α粒子轰击金箔的实验中，绝大多数α粒子仍沿原方向前进，少数α粒子由于撞击到了电子发生较大偏转，个别α粒子偏转超过了90°，有的α粒子由于撞上原子核所以偏转方向甚至接近180°。该试验事实确认了：原子内含有一个体积小而质量大的带正电的中心，这就是原子核模型的来历。
裂变释放能量是与原子核中质量－能量的储存方式有关。从最重的元素一直到铁，能量储存效率基本上是连续变化的，所以，重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核，就会有能量释放出来。