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  原子核由中子和質子構成。每個中子和質子都有自己的質量。但由於強相互作用與庫倫相互作用的存在,一個原子核的質量不完全等於每個中子和質子的質量和。  比如氦原子的質量M(formula_1)=4.002603原子質量單位(u),氫原子的質量M(formula_2)=1.007825u,中子的質量M(n)=1.008665u  氦核(formula_1)的質量與組成它的2質子(即2個氫原子)與2箇中子質量和不同:  2×M(formula_2)+2×M(n)=2×1.007825u+2×1.008665u=4.032980u  M(formula_1)= 4.002603u  其差值為:  △M=4.032980u-4.002603u=0.030377u  當二箇中子和二個質子組成一個氦核時,要損失△M=0.030377u的質量。通過愛因斯坦的質能方程,可以算出由兩個中子和兩個質子形成一個氦核所釋放的能量:ΔE=ΔM formula_6 formula_7=28.30兆電子伏特。

  核結合能主要由強相互作用引起。其中包括體積能、表面能、庫倫排斥能、對稱能和對能等組成。

  由於原子核的結構與水滴的結構十分相近,可將原子核近似看做密度十分巨大的液滴來處理,這就是原子核的液滴模型。

  很顯然,組成原子的核子越多,它的結合能就越高。因此,我們不妨將原子核的結合能與核子數之比定義為一個新的物理量——比結合能(又稱平均結合能)。比結合能越大,原子核中的核子結合得越牢固,原子核越穩定。精密的物理檢測表明對於質量數偏低的原子,核子比結合能隨著質量數的增大而增大,而在鎂和鐵之間達到最大,之後便隨著質量數的增大而減小。因此可以得出,當重原子裂變成兩個或多個原子時,生成原子的結合能總和會大於原來重原子所具有的結合能,此間的差值便會以熱能的形式釋放出來,這便是核裂變反應。反之,當幾個輕原子結合,合成原子的結合能大於原本所有原子結合能之和,這便是核聚變反應放出能量的來源。

  核能因為其巨大的能量具有強大的應用潛力但同時如果應用不當,落入反和平人士手中,其高強度能量卻有可能變成全人類的災難。核能一直備受抵制卻不可替代。 核能的應用主要集中在以下幾種形式:
核結合能(英語:Nuclear binding energy),又稱為原子能或核能,是由組成原子核的粒子之間發生的反應釋放出的能量。原子能比化學反應中釋放的熱能要大將近5千萬倍:鈾核裂變的這種原子能釋放形式約為200,000,000電子伏特,而碳的燃燒這種化學反應能量僅放出4.1電子伏特。