Elektronen är en negativt laddad subatomär partikel som är en viktig komponent i de atomer som utgör vanlig materia. Elektronen är fundamental i det avseendet att den inte tros bestå av mindre beståndsdelar. Storleken på elektronens laddning har under många år betraktats som den grundläggande enheten för laddning som finns i naturen. Man trodde att alla elektriska laddningar var integrerade multiplar av denna laddning. Nyligen har man dock funnit betydande bevis för att partiklar som klassificeras som mesoner och baryoner består av objekt som kallas kvarkar, vilka har en laddning på antingen 2/3 eller 1/3 av elektronens laddning. Neutroner och protoner, som utgör atomkärnorna, är till exempel baryoner. Forskare har dock aldrig kunnat observera en isolerad kvark, så för alla praktiska ändamål kan elektronens laddning fortfarande betraktas som den grundläggande enheten för laddning som finns i naturen. Storleken på denna laddning, som vanligtvis betecknas med e, har mätts mycket exakt och är 1,602177 × 10-19 coulombs. Elektronens massa är liten även med atomära mått mätt och har värdet 9,109389 × 10-31 kg (0,5110 M V/c2 e , vilket bara är ungefär 1/1836 av protonens massa.
Alla atomer som finns i naturen har en positivt laddad kärna kring vilken de negativt laddade elektronerna rör sig. Atomen är elektriskt neutral och därmed har den positiva elektriska laddningen på kärnan samma storlek som den negativa laddningen på grund av alla elektroner. Elektronerna hålls kvar i atomen genom den attraktionskraft som den positivt laddade kärnan utövar på dem. De rör sig mycket snabbt runt kärnan i banor med mycket bestämda energier och bildar ett slags elektronmoln runt kärnan. Vissa av elektronerna i en typisk atom kan befinna sig ganska nära kärnan, medan andra kan befinna sig på avstånd som är många tusen gånger större än kärnans diameter. Elektronmolnet bestämmer alltsåFigur 1. Illustration av Hans & Cassidy. Med tillstånd av Gale Group.atomens storlek. Det är de yttersta elektronerna som bestämmer det kemiska beteendet hos de olika grundämnena. Storleken och formen på elektronmolnen runt atomer kan endast förklaras med hjälp av ett område inom fysiken som kallas kvantmekanik.
I metaller är en del av elektronerna inte tätt bundna till atomer och är fria att röra sig genom metallen under påverkan av ett elektriskt fält. Det är denna situation som förklarar att de flesta metaller är goda ledare för elektricitet och värme.
Kvantteorin förklarar också flera andra ganska märkliga egenskaper hos elektroner. Elektroner beter sig som om de snurrar, och värdet på det vinkelmoment som är förknippat med detta snurrande är fast; därför är det inte förvånande att elektroner också beter sig som små magneter. Det sätt på vilket elektronerna är arrangerade i vissa material, t.ex. järn, gör att dessa material är magnetiska. Existensen av positronen, elektronens antipartikel, förutspåddes av den franske fysikern Paul Dirac 1930. För att förutsäga denna antipartikel använde han en version av kvantmekaniken som inkluderade effekterna av relativitetsteorin. Positronens laddning har samma storlek som elektronens laddning men är positiv. Diracs förutsägelse verifierades två år senare när positronen observerades experimentellt av Carl Anderson i en molnkammare som användes för forskning om kosmisk strålning. Positronen existerar inte särskilt länge i närvaro av vanlig materia eftersom den snart kommer i kontakt med en vanlig elektron och de två partiklarna förintas, vilket ger upphov till en gammastråle med en energi som är lika med energiekvivalenten av de två elektronmassorna, enligt Einsteins berömda ekvation E = mc2.