Đám mây electron của nguyên tử là khu vực bên ngoài hạt nhân của nguyên tử, nơi các electron tồn tại. Mô hình Bohr của nguyên tử, phổ biến vào đầu thế kỷ 20, đã bị bác bỏ bởi các lý thuyết vật lý lượng tử đưa ra của Werner Heisenberg.
Trước đây, nguyên tử được cho là giống như những hệ mặt trời thu nhỏ, với hạt nhân đóng vai trò là ngôi sao và các electron quay quanh như hành tinh. Tuy nhiên, Nguyên lý Bất định Heisenberg tuyên bố rằng không thể biết cả vị trí và vận tốc chính xác của một hạt cơ bản; chỉ có thể đo cái này hay cái kia. Điều này là do các electron rất nhỏ nên bất kỳ hạt nào được sử dụng tương tác với chúng đều khiến chúng thay đổi vận tốc thông qua va chạm vật lý. Vận tốc đề cập đến cả tốc độ và hướng của chuyển động, không chỉ tốc độ, vì vậy hiệu ứng sẽ tương tự như một quả bóng bi-a xé nát một quả bóng khác.
Các nhà khoa học có thể đoán khoảng cách thô giữa hạt nhân và một lớp vỏ electron nhất định. Thay vì quỹ đạo, các lớp vỏ đại diện cho một khu vực hình cầu trong đó các điện tử nằm. Tuy nhiên, vị trí chính xác của các electron trong đám mây là hoàn toàn ngẫu nhiên và không thể biết được với các công cụ hiện tại của chúng ta. Đám mây electron còn được gọi là đám mây xác suất.
