Khí đơn nguyên tử là chất khí bao gồm các phân tử mà mỗi phân tử chỉ chứa một nguyên tử chứ không phải là các phân tử được hình thành bởi liên kết của hai hoặc nhiều nguyên tử. Ví dụ về khí đơn nguyên tử là heli, argon và neon .
Các khí cao quý, được tìm thấy ở nhóm ngoài cùng bên phải trong bảng tuần hoàn, tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khí đơn nguyên tử vì bản chất không phản ứng của chúng. Khí helium được sử dụng thương mại để làm đầy bóng bay vì nó có tỷ trọng thấp hơn không khí, làm cho bóng bay cao lên. Neon thường được sử dụng trong việc tạo ra các bảng hiệu quảng cáo vì nó phát sáng khi có dòng điện chạy qua nó. Argon là một loại khí quý khác và được sử dụng để giữ cho dây tóc bóng đèn không bị cháy. Bởi vì argon không phản ứng, nó được đưa vào bóng đèn thay vì không khí thông thường, có chứa oxy có thể gây ra phản ứng cháy khi tiếp xúc với các sợi kim loại mỏng có trong bóng đèn. Các khí quý khác bao gồm krypton, xenon và radon.
Một số chất khí, được gọi là khí điatomic, bao gồm các phân tử được tạo thành từ hai nguyên tử mỗi nguyên tử. Ví dụ về khí diatomic là hydro, carbon monoxide và oxy, thường được viết tắt là H2, CO và O2. Các khí khác, chẳng hạn như hơi nước, là nước ở trạng thái khí và carbon dioxide, có ba nguyên tử trên mỗi phân tử. Công thức hóa học của các khí này là H2O và CO2.
