Proton
Suatu atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan neutron yang berada di bagian inti (tengah) atom, dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti tersebut. Dalam atom bermuatan netral, banyaknya proton akan sama dengan jumlah elektronnya. Banyaknya proton di bagian inti biasanya akan menentukan sifat kimia suatu atom. Inti atom sering dikenal juga dengan istilah nukleus atau "nukleon" ("nucleon"), dan reaksi yang terjadi atau berkaitan dengan inti atom ini disebut reaksi nuklir.
Carl Friedrich von Weizsäcker
Minat khususnya sebagai seorang peneliti muda adalah energi ikat dari inti atom, dan proses nuklir di bintang-bintang. Bersama dengan Hans Bethe ia menemukan rumus untuk pemrosesan nuklir di bintang-bintang, yang disebut rumus Bethe-Weizsäcker dan proses siklus fusi di bintang-bintang (proses Bethe-Weizsäcker, yang diterbitkan pada 1937).