依据目前所接受的模型，一个单独的原子为中性。原子的中心为原子核，核内有质子及中子。原子核带正电，其外有同电荷量的电子，各有其电子轨域，绕原子核运动，电子的运动形成了电子云。根据拉塞福(E. Rutherford)的研究结果，原子核的大小约为10-14 公尺，原子的大小约为10-10 公尺。又依据薛丁格(E. Schr?dinger)的理论，各电子在原子核外的电子轨域一层一层有如行星绕恒星般地运动着。不同的是，电子不论在任何轨域上运动，都有接近原子核的机会，只是对某些轨域而言，电子接近原子核的机率非常之少。原子通常处于基态(ground state)，受激(excitation)后可处于激发态(excited state)。当原子由高激发态回至低激发态或基态时，将有光子辐射而出。若以光谱仪器分析时，可得该类原子之特性光谱，其光谱一般称为线光谱（参见line specturm）。仪器之解析度佳时，将可见原子之精细结构，系电子自旋与轨域角动量耦合之结果。仪器之解析度更佳时，将可见原子之超精细结构(hyperfine structure)，系原子核自旋与原子总角动量耦合之结果。