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.
Materi
Benda sehari-hari yang sering ditemui terdiri dari atom-atom. Materi atom ini terbentuk karena adanya interaksi dari partikel subatom—sebuah inti atom dari beberapa proton dan neutron, serta awan dari garis edar elektron-elektron. Secara khusus, sains menganggap gabungan dari partikel-partikel ini merupakan materi karena mereka memiliki massa diam dan volume. Sebaliknya, partikel tak bermassa, seperti foton, tidak dianggap sebagai materi karena mereka tidak mempunyai massa diam atau pun volume. Bagaimanapun juga, tidak semua partikel dengan massa diam mempunyai volume klasik, semenjak partikel mendasar seperti kuark dan lepton (terkadang disamakan dengan materi) dianggap sebagai 'acuan partikel' dengan ukuran dan volume yang tidak efektif. Meskipun demikian, kuark dan lepton menyusun "materi biasa", dan interaksi mereka memberikan kontribusi untuk volume efektif dari gabungan dari partikel-partikel yang menyusun "materi biasa".
Materi tersusun atas molekul-molekul, dan molekul pun tersusun atas atom-atom. Materi umumnya dapat dijumpai dalam empat fase berbeda, yaitu padat, cairan, gas, dan plasma (wujud zat). Namun, terdapat pula fase materi yang lain, seperti kondensat Bose-Einstein.