中子作為構成原子核的核子之一，是化學元素中不可或缺的一部分，除了氫元素。原子的化學性質主要由核內的質子數目決定，但若無中子，帶正電的質子間的排斥力將導致無法構成除氫之外的其他元素。中子由三個夸克構成，衰變過程中需遵守重子數守恒定律，其中一個夸克通過弱相互作用改變味，轉化為質子并釋放電子和反電子中微子。自由中子衰變的半衰期約為611秒，其中少量中子會釋放γ射線，這與軔致輻射有關。此外，極少數自由中子會發生雙體衰變，生成氫原子和反電子中微子。在原子核內，中子的穩定性受多種因素影響。當中子衰變成質子時，核內正電荷的增加會導致斥力增大，構成中子衰變的勢壘。若中子無法突破此勢壘，則無法衰變。此過程也解釋了自由狀態下穩定的質子有時會在束縛態中轉變為中子。中子具有微小但非零的電偶極矩，標準模型預言其存在，但測量難度極大。反中子是中子的反粒子，于1956年被發現，具有微小但非零的磁矩。研究中子的結構和電荷分布，2007年的研究發現，中子的外殼帶負電，中間層帶正電，中心帶負電。這種電荷分布使中子與質子相互吸引。然而，在原子核中，質子與中子間最主要的作用力是核力，與電荷無關。中子的結構和電荷分布研究有助于我們更好地理解原子核的組成和性質。中子的性質決定了其在核物理和粒子物理中的重要作用。通過研究中子的衰變機制、穩定性及結構，科學家們可以深入理解原子核的組成和行為。此外，中子的研究還涉及電偶極矩和磁矩的測量，這有助于檢驗物理理論的正確性。