這三種粒子都是原子的基本組成部分。對於一箇中性原子，質子和中子透過強核力結合形成原子核（除了氕原子核不含中子之外），在其外圍則分佈著與質子數量相同的電子。質子和中子都不是基本粒子，它們都是由一種名為夸克的基本粒子組成。夸克總共有六味，其中上夸克和下夸克組成了質子和中子。一個質子包含兩個上夸克與一個下夸克，一箇中子包含一個上夸克與兩個下夸克。由於上夸克的電荷量為+2/3e，而下夸克的電荷量為-1/3e，所以一個質子的電荷量為一個正電荷，而中子則呈現電中性。另一方面，電子是基本粒子，一個電子的電荷量為一個負電荷，並且它們的數量與質子數相同，所以原子呈現為電中性。

某些放射性原子核會發生β衰變，導致中子衰變為質子，同時還會產生一個電子與一個反中微子。相比起中子，質子十分穩定。但在某些罕見的情況下，將會出現β+衰變，導致質子衰變為中子，同時還會產生一個正電子與一箇中微子。

顧名思義，中子星是指主要由中子構成的天體，那麼，這種天體中的質子和電子都去哪裡了呢？

解答這個問題的關鍵在於中子星的形成方式，中子星的前身是質量為8至20倍太陽質量的恆星，它們在結束核聚變反應時，將會經歷強大的引力坍縮作用，電子會被壓縮到原子核中，與攜帶相反電荷的質子中和成中子，這樣就形成了中子星。不過，中子星並非全部由中子組成，因為中子星的表面中子會發生β衰變，結果又會產生質子和電子。