中子(n)和质子(p)同为原子核的两个组成粒子(统称为核子),分别由不同的三个夸克构成。其区别是,质子带一个单位的正电荷,而中子不带电。在原子核内,通过β衰变(包括β-衰变、β+衰变和轨道电子俘获),质子和中子可互相转换:p-->n+β++ν(中微子);n-->p+β-+ν¯(反中微子)。
中子由一个带2/3e正电荷的上夸克和两个带1/3e负电荷的下夸克组成,两种夸克的电荷相互抵消,所以中子不显电性。自由中子的质量为1.6749×1024g,是电子质量的1838.68倍。 中子和质子的尺寸相仿,均在2.5×10-15米数量级。自由中子是不稳定的,可通过弱相互作用衰变为质子,放出一个电子和一个反中微子,半衰期为(10.61±0.16)分。中子自旋为1/2,中子的磁矩为-1.91304275单位核磁子。标准模型预言中子具有微小、非零的电偶极矩。
质子是氢原子核。由两个带2/3e正电荷的上夸克和一个带1/3e负电荷的下夸克组成,带一个单位正电荷,质量约1.6726×10–24g,约为电子质量的1836.15倍。质子自旋为1/2,磁矩为2.7928 单位核磁子。质子半衰期最短为1035年。迄今为止,质子被认为是一种稳定的、不衰变的粒子。但也有理论认为质子可能衰变,只不过其寿命非常长。