构成物质的最小单位是原子，这一概念自古希腊时期就已提出，但直到近现代科学的发展才真正被理解和证明。原子是物质的基本组成单元，由位于中心的原子核和绕核旋转的电子组成。原子核又由质子和中子构成，其中质子带有正电荷，中子不带电，而电子则带有负电荷。质子和中子的质量大致相等，都远大于电子。
在20世纪初，科学家们发现原子并非不可分割，而是可以进一步分解为更小的粒子。例如，质子和中子都是由夸克组成的，夸克通过强相互作用力结合在一起形成质子和中子。此外，电子也被认为是基本粒子之一，因为它不能再被分解成更小的部分。然而，随着物理学的进步，人们发现电子实际上具有复杂的内部结构，或者可能与其他未知粒子相互作用。
原子的种类由其原子序数决定，即原子核中的质子数量。不同的原子序数对应着不同元素，如氢、氧、铁等。当两种或多种不同元素的原子按照一定比例结合时，就会形成分子，分子是保持物质化学性质的最小单位。例如，水分子（H2O）就是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键连接而成的。
原子理论的发展极大地推动了人类对自然界的认识，从化学反应到材料科学，再到能源开发等领域都有着广泛的应用。理解原子结构对于探索宇宙奥秘、设计新型材料以及解决能源问题等方面都至关重要。