原子核是原子的中心部分，由质子和中子组成。原子的质量几乎全部集中在原子核中。各种元素的原子核中所含的质子和中子数都不相同。原子核有的稳定，有的不稳定，不稳定的原子核能放出射线，并衰变成另一种元素的原子核。
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。
原子核极小，它的直径在10^-15m-10^-14m之间，体积只占原子体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.96%以上原子的质量。原子核的密度极大，核密度约为10^17kg/m³，即1m³的体积如装满原子核，其质量将达到10^14t，即1百万亿吨。原子核的能量极大，构成原子核的质子和中子之间存在着巨大的吸引力，能克服质子之间所带正电荷的斥力而结合成原子核，使原子在化学反应中原子核不发生分裂。
当一些原子核发生裂变（原子核分裂为两个或更多的核）或聚变（轻原子核相遇时结合成为重核）时，会释放出巨大的原子核能，即原子能（例如核能发电）。原子核与围绕原子核的电子共同组成原子，因为原子核所带正电荷与电子所带负电荷数量相同，故整个原子不显电性，呈电中性。
原子中所有的质子和中子结合起来就形成了一个很小的原子核，它们一起也可以被称为核子。原子核的半径约等于1.07×A^1/3 fm，其中A是核子的总数。原子半径的数量级大约是105fm，因此原子核的半径远远小于原子的半径。核子被能在短距离上起作用的残留强力束缚在一起。当距离小于2.5fm的时候，强力远远大于静电力，因此它能够克服带正电的质子间的相互排斥。
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