Az elektron egy negatív töltésű szubatomi részecske, amely a közönséges anyagot alkotó atomok fontos összetevője. Az elektron abban az értelemben fundamentális, hogy kisebb alkotóelemeiről nem hiszik, hogy azokból állna össze. Az elektron töltésének nagyságát sok éven át a természetben található töltés alapvető egységének tekintették. Úgy vélték, hogy minden elektromos töltés ennek a töltésnek az egész számú többszöröse. A közelmúltban azonban jelentős bizonyítékot találtak arra, hogy a mezonok és barionok közé sorolt részecskék kvarkoknak nevezett objektumokból állnak, amelyek töltése 2/3 vagy 1/3 része az elektron töltésének. Például az atommagokat alkotó neutronok és protonok bariónok. A tudósoknak azonban még soha nem sikerült megfigyelniük egy elszigetelt kvarkot, így minden gyakorlati szempontból az elektron töltése továbbra is a természetben található töltés alapvető egységének tekinthető. Ennek a töltésnek a nagyságát, amelyet általában e-vel jelölnek, nagyon pontosan megmérték, és 1,602177 × 10-19 coulomb. Az elektron tömege még atomi mércével mérve is kicsi, értéke 9,109389 × 10-31 kg (0,5110 M V/c2 e , ami csak körülbelül 1/1836-a a proton tömegének.
A természetben található összes atomnak van egy pozitív töltésű atommagja, amely körül a negatív töltésű elektronok mozognak. Az atom elektromosan semleges, így az atommag pozitív elektromos töltése ugyanolyan nagyságú, mint az összes elektron negatív töltése. Az elektronokat a pozitív töltésű atommag által rájuk gyakorolt vonzóerő tartja az atomban. Nagyon gyorsan mozognak az atommag körül nagyon határozott energiájú pályákon, és egyfajta elektronfelhőt alkotnak körülötte. Egy tipikus atomban az elektronok egy része egészen közel lehet az atommaghoz, míg mások az atommag átmérőjénél sok ezerszer nagyobb távolságban lehetnek. Az elektronfelhő tehát meghatározza1. ábra. Hans & Cassidy illusztrációja. A Gale Group jóvoltából.az atom méretét. A legkülső elektronok határozzák meg a különböző elemek kémiai viselkedését. Az atomok körüli elektronfelhők mérete és alakja csak a fizika kvantummechanikának nevezett területének felhasználásával magyarázható.
A fémekben az elektronok egy része nem kötődik szorosan az atomokhoz, és elektromos tér hatására szabadon mozoghat a fémben. Ez a helyzet magyarázza azt a tényt, hogy a legtöbb fém jó áram- és hővezető.
A kvantumelmélet az elektronok számos más, meglehetősen furcsa tulajdonságát is megmagyarázza. Az elektronok úgy viselkednek, mintha pörögnének, és az ehhez a pörgéshez tartozó szögimpulzus értéke rögzített; így nem meglepő, hogy az elektronok kis mágnesként is viselkednek. Az elektronok elrendeződésének módja egyes anyagokban, például a vasban, azt okozza, hogy ezek az anyagok mágnesesek. A pozitron, az elektron antirészecskéjének létezését Paul Dirac francia fizikus jósolta meg 1930-ban. Ennek az antirészecskének az előrejelzéséhez a kvantummechanika egy olyan változatát használta, amely magában foglalta a relativitáselmélet hatásait. A pozitron töltése ugyanolyan nagyságú, mint az elektroné, de pozitív. Dirac előrejelzését két évvel később igazolták, amikor Carl Anderson kísérletileg megfigyelte a pozitront a kozmikus sugárzás kutatására használt felhőkamrában. A pozitron nem sokáig létezik közönséges anyag jelenlétében, mert hamarosan kapcsolatba kerül egy közönséges elektronnal, és a két részecske annihilálódik, gammasugárzást keltve, amelynek energiája megegyezik a két elektron tömegének energiaegyenértékével, Einstein híres egyenlete szerint E = mc2.
.