由核内的质子数和中子数共同决定的。质子数相同的原子算做同一种元素，但是一种元素可能会有多种同位素，如碳-12，碳-13，碳-14，它们都是碳元素，因为核内都有6个质子，但是中子数分别为6，7，8。所以这是3种不同的原子。
原子半径的周期规律在元素周期表中，原子的半径变化的大体趋势是自上而下增加，而从左至右减少。因此，最小的原子是氢，半径为0.28Α;最大的原子是铯，半径为2.655Α。因为这样的尺寸远远小于可见光的波长(约400～700nm)，所以不能够通过光学显微镜来观测它们。然而，使用扫描隧道显微镜，我们能够观察到单个原子。
磁性电子是一种带电体，正如所有带电体一样，电子旋转时会产生一个磁场，因此，不同的原子往往有不同的磁学特性。分子轨道理论可以很好地解释分子的磁性问题，例如氧气的顺磁性。
逆磁性一些物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零。当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。常见的逆磁性金属有Bi、Cu、Ag、Au。
