Atomy są neutralne, ponieważ mają taką samą liczbę dodatnio naładowanych cząstek, protonów i ujemnie naładowanych cząstek, elektronów. Ilość ładunku w pojedynczym protonie jest równa ilości ładunku posiadanej przez pojedynczy elektron. Atomy mają również inny rodzaj cząstek w jądrze zwane neutronami, które nie mają ładunku. Protony i neutrony mają jednakową masę, podczas gdy elektrony mają masę uważaną za zerową.
Wszystkie atomy są neutralne w normalnych warunkach. Ale kiedy są wzbudzone, atomy mogą mieć nierówną liczbę elektronów i protonów. W tym stanie atomy są nazywane jonami, a nie atomami. Kiedy zawiera mniej elektronów niż protonów, atom jest nazywany kationem lub dodatnio naładowanym jonem. Odwrotnie, gdy zawiera więcej elektronów niż protonów, atom nazywany jest anionem lub jonem naładowanym ujemnie. Liczba elektronów otaczających jądro określa, czy atom jest naładowany elektrycznie czy neutralny. Podczas gdy elektrony są przyciągane do protonów jądra, dodanie energii do atomu może przekonać elektrony do opuszczenia atomu, co czyni go jonem. Bez tworzenia się jonów nie można tworzyć wiązań atomowych, zwłaszcza wiązań jonowych.
