Atom ve molekül fiziği, bir ya da birkaç atomdan oluşan yapılar düzeyinde madde-madde ve madde-ışık etkileşimini inceleyen fiziğin bir alt dalıdır. Atom fiziği, atomun yapısını, atomik boyutta gerçekleşen olayları ve atomların birbirleriyle olan etkileşimlerini inceler. Atom ve molekül fiziğinin bazı inceleme alanları: atomik ve moleküler spektroskopi; atomik ve moleküler etkileşimler; atom ve moleküllerin elektronik yapısı; moleküler modelleme. Bu fizik dalı, bilim ve teknolojide, endüstride geniş uygulamalara sahiptir.