Typowy atom składa się z jądra otoczonego przez chmurę elektronów na odległość. Jądro atomu składa się zazwyczaj z dodatnio naładowanych protonów i neutronów, które nie mają ładunku posiadać. Elektrony są naładowane ujemnie.
Większość atomów we wszechświecie podąża za tym wzorem, z protonami i neutronami w jądrze, a elektrony wirują w różnych stanach poza nim. Istnieją jednak pewne wyjątki od reguły, takie jak wodór. Najczęściej spotykany izotop wodoru, H1, wcale nie ma neutronów. Składa się tylko z pojedynczego protonu w połączeniu z pojedynczym elektronem.
Inne, bardziej egzotyczne wyjątki są możliwe dla struktury atomu. Atomy wykonane w całości z antymaterii można syntetyzować wewnątrz dużych akceleratorów cząstek. Atomy te składają się z antyprotonów otoczonych pozytonami w miejscu, w którym zwykle można znaleźć elektrony. Oprócz ładunków, atomy wykonane z antymaterii są strukturalnie identyczne z atomami zwykłej materii i mogą zachowywać się w podobny sposób, jeśli można je utrzymać w stabilny sposób.
Prawdopodobnie najbardziej ekstremalną odmianą modelu atomowego jest gwiazda neutronowa. Gwiazdy neutronowe są gwiezdnymi pozostałościami, które zostały tak zmiażdżone przez własną grawitację, że elektrony wewnątrz nich zostały zmuszone do ich powierzchni. Zasadniczo gwiazda neutronowa jest jeszcze jedną konfiguracją, do której może wpaść atom.
