Atomlar, kimyasal bağlar aracılığıyla birleştirilir. Üç ana kimyasal bağ türü: 1. Kovalent bağ: Atomlar elektronlarını paylaşarak bağlanır. 2. İyonik bağ: Bir atom elektron verip, diğer atom elektron aldığında oluşur. 3. Metalik bağ: Metal atomları serbest elektronlarını paylaşarak bağlanır. Ayrıca, atomlar taramalı tünelleme mikroskobu gibi araçlarla malzeme yüzeyinde hareket ettirilerek de birleştirilebilir.