原子核簡稱"核"。位于原子的核心部分,由質子和中子兩種微粒構成。而質子又是由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子又是由兩個下夸克和一個上夸克組成。構成原子核的質子和中子之間存在介子,以傳遞原子核內巨大的吸引力-強力,強力比電磁力強137倍,故能克服質子之間所帶正電荷的電磁斥力而結合成原子核。

1912年英國科學家盧瑟福根據α粒子轟擊金箔的實驗中，絕大多數α粒子仍沿原方向前進，少數α粒子由于撞擊到了電子發生較大偏轉，個別α粒子偏轉超過了90°，有的α粒子由于撞上原子核所以偏轉方向甚至接180°。該試驗事實確認了：原子內含有一個體積小而質量大的帶正電的中心，這就是原子核模型的來歷。

裂變釋放能量是與原子核中質量－能量的儲存方式有關。從最重的元素一直到鐵，能量儲存效率基本上是連續變化的，所以，重核能夠分裂為較輕核(到鐵為止)的任何過程在能量關系上都是有利的。如果較重元素的核能夠分裂并形成較輕的核，就會有能量釋放出來。