Atom
Jumlah proton dan neutron pada inti atom dapat diubah, walaupun hal ini memerlukan energi yang sangat tinggi oleh karena gaya atraksinya yang kuat. Fusi nuklir terjadi ketika banyak partikel atom bergabung membentuk inti yang lebih berat. Sebagai contoh, pada inti Matahari, proton memerlukan energi sekitar 3–10 keV untuk mengatasi gaya tolak-menolak antar sesamanya dan bergabung menjadi satu inti. Fisi nuklir merupakan kebalikan dari proses fusi. Pada fisi nuklir, inti dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Hal ini biasanya terjadi melalui peluruhan radioaktif. Inti atom juga dapat diubah melalui penembakan partikel subatom berenergi tinggi. Apabila hal ini mengubah jumlah proton dalam inti, atom tersebut akan berubah unsurnya.
Teori atom
Gagasan bahwa materi terdiri dari unit diskret adalah salah satu yang sangat tua, muncul dalam banyak kebudayaan kuno seperti Yunani dan India. Namun, ide-ide ini lebih berdasarkan penalaran filosofis dan teologis daripada bukti ilmiah dan eksperimen. Oleh karena itu, mereka tidak bisa meyakinkan semua orang, jadi atomisme hanyalah salah satu dari sejumlah teori yang bersaing pada sifat materi. Menjelang abad ke-19 ide tersebut dipelajari dan disempurnakan oleh ilmuwan, sebagai zaman keemasan ilmu kimia yang menghasilkan penemuan-penemuan yang dapat dengan mudah dijelaskan menggunakan konsep atom.