Atom fiziği, atomların ve moleküllerin yapısını, enerji düzeylerini, moleküller arası bağları ve elektronik geçiş spektrumu gibi olayları inceleyen bir bilim dalıdır. Bu alanda yapılan çalışmalar, kuantum mekaniği prensiplerine dayanır ve atomların iç yapısını, temel parçacıkların (elektronlar, protonlar ve nötronlar) davranışlarını anlamayı amaçlar. Atom fiziğinin bazı uygulama alanları: - Lazer teknolojisi; - Yarı iletkenler; - Nükleer enerji; - Tıbbi görüntüleme sistemleri; - Kuantum bilgisayarlar.