Alkuaineen jokaisessa atomissa on sama määrä protoneja. Alkuaine sisältää vain samaa atomilajia eli se koostuu vain yhdestä atomilajista. Saman alkuaineen kaikki atomit sisältävät yhtä monta protonia. Alkuaineen protonien lukumäärää sanotaan alkuaineen järjestysluvuksi. Alkuaine voi esiintyä huoneenlämmössä eri olomuodoissa eli kiinteänä, nesteenä ja kaasuna. Alkuaineista metallit ovat kiinteinä, elohopea (metalli) ja bromi (epämetalli) nesteinä ja epämetalleista useat ovat kaasuja kuten mm. jalokaasut (yksiatomiset) sekä vety, happi ja typpi (kaksiatomisia). Katso mineraali ja yhdiste.