Inti atom
Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan elemen dari suatu atom.
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).