Єдиної моделі ядра не існує. Для описання та пояснення ядерних процесів застосовують три основні моделі та їх комбінації.

1. Краплинна модель. Уявлення про ядро як краплину рідини, з поверхневим натягом і т.п. Застосовна до важких ядер. Дала пояснення спонтанному та вимушеному поділу важких ядер.

2. Оболонкова модель. Аналог теорії Бора для ядер. Розглядає рух нуклонів в ядрі як вільне обертання на оболонках. Застосовна до середніх та важких ядер. Дала пояснення магічним числам в ядерній фізиці. 

3. Модель Фермі-газу. Аналог зонної теорії твердих тіл. Розглядає заповнення дозволених енергетичних рівнів в ядрі протонами та нейтронами (як ферміонами). Застосовна до важких, іноді і до середніх, ядер. Дала пояснення нейтрононадлишковості важких ядер (див. рисунок), залучається до пояснення альфа-розпаду, нейтронної та протонної активності.

.