핵자란 원자핵을 이루는 입자인 양성자, 중성자를 일컫는다.

핵자는 강한 상호작용으로 결합하여 원자핵을 이루며, 양성자의 수에 따라서 어떤 원자의 원자핵이 되는지가 결정된다.

양성자와 중성자는 모두 1/2의 스핀 양자수를 갖는 페르미온이며, 질량은 각각 [math(1.672622×10^{-24},{rm g})], [math(1.674927×10^{-24},{rm g})]으로 매우 비슷한 질량을 지니고 있다.

중성자는 전기적으로 중성을 띠고, 양성자의 경우 전기적으로 양전하를 띤다. 양성자는 정확히 [math(1.602176634×10^{-19},{rm C})]의 값을 갖는다.

표준 모형에 의하면 양성자는 안정하고, 대통일 이론에 의하면 양성자 및 원자핵에 속한 중성자의 경우 반감기가 [math(10^{31})]~[math(10^{34})]년이다. 자유 중성자의 경우 반감기가 614초 정도이다.

과거에는 쿼크가 4차원 구이고, 핵자를 쿼크가 맞닿은 면으로[1] 가정한 가설이 있었다.