性質スピン量子数1/2のフェルミ粒子であり、パウリの排他原理が適用される。原子核1個のu(アップクォーク)と、2個のd(ダウンクォーク)、つまりuddにより構成される粒子。中性子や陽子は、クォーク三つがグルーオンで結束された粒子であり、これをバリオンという。中性子は比較的大きな質量を持っているが、グルーオンには質量がなく、またクォークの質量も中性子や陽子が持つ質量の5%程度にしかならない。残る質量の95%の由来は、クォークとグルーオンの動きや相互作用によって発生するエネルギーである。これは、特殊相対性理論の公式E=mc2で表わされるように、エネルギーと質量が可換なためである。原子核中の陽子の数を「原子番号」といい、この陽子の数が原子の性質を決める。同じ原子であっても、中性子が異なる(質量数が異なる)ものを同位体という。水素から鉄までの元素はビッグバンと恒星の核融合で作られたが、鉄より重い元素は中性子の吸収により生成された。中性子は電荷を持たないためクーロン斥力が発生しないので、その周囲にある原子核と衝突して吸収されやすい。これにより中性子が過剰となり原子核が不安定になると、過剰な中性子がβ−崩壊(電子とγ線を放出する)して陽子となり、一つ原子番号の大きな元素となる。これを繰り返して、現在ある多くの重元素が生成されたと考えられている。中性子の流れは放射線の一つで、この運動エネルギーによって分類される。(500keV以上)原子炉では、中性子によって核分裂を誘発させエネルギーを発生させる。