Meid ümbritsev maailm koosneb väga erinevatest ainetest, me ise oleme samuti ainete kogum ainelises keskkonnas. Ainete omadused sõltuvad neid moodustavate molekulide ja aatomite ehitusest ja omadustest. Aatomite omadused aga tulenevad nende kõige mahukama osa – elektronkatte – struktuurist. Lisaks elektronkattele on aatomis üks väike osa – aatomituum, mille vahetu mõju aine omadustele on tühine, kuid mille tähtsus teisalt on ülisuur, sest just tuum seob elektronid ja määrab elektronide arvu neutraalses aatomis. Mõnes rakenduses on aga kõige olulisem asjaolu, et tuuma on kätketud miljoneid kordi suurem energia kui aatomi elektronkattesse. Tuumas võib täheldada vähemalt sama mitmekesiseid liikumisi kui elektronkattes. Kõik tuuma omadused tulenevad tema koostisest ja jõududest, mis tema koostisosade vahel valitsevad.
