中子数与质子数不一定相等，在原子中，质子数=核电核数=核外电子数。而质子数就不一定等于中子数，当然，某些元素的同位数以及个别元素除外。例如普通氢原子中含有1个质子，但是它不含有中子。
中子（n）和质子（p）同为原子核的两个组成粒子（统称为核子），分别由不同的三个夸克构成。其区别是，质子带一个单位的正电荷，而中子不带电。在原子核内，通过β衰变，质子和中子可互相转换：p--n+β++ν（中微子）；n--p+β-+ν¯（反中微子）。质子数=核外电子数，中子数=质量数-质子数=质量数-核外电子数。
中子由一个带2/3e正电荷的上夸克和两个带1/3e负电荷的下夸克组成，两种夸克的电荷相互抵消，所以中子不显电性。自由中子的质量为1.6749×1024g，是电子质量的1838.68倍。中子和质子的尺寸相仿，均在2.5×10-15米数量级。自由中子是不稳定的，可通过弱相互作用衰变为质子，放出一个电子和一个反中微子，半衰期为（10.61±0.16）分。中子自旋为1/2，中子的磁矩为-1.91304275单位核磁子。标准模型预言中子具有微小、非零的电偶极矩。
