Lý thuyết nguyên tử hiện đại là lý thuyết cho rằng tất cả vật chất đều được cấu tạo bởi các hạt nhỏ gọi là nguyên tử. Lý thuyết này được sử dụng trong vật lý và hóa học để giải thích hành vi của mọi vật chất.
Lý thuyết nguyên tử hiện đại bắt nguồn từ thời Hy Lạp cổ đại, nơi các nhà triết học đưa ra lý thuyết rằng vật chất có thể được chia nhỏ cho đến khi nó đạt đến một phần duy nhất, không thể phân chia được. Vào thế kỷ 19, khái niệm này được đưa vào tư tưởng chính thống khi các nhà vật lý và hóa học bắt đầu tìm thêm bằng chứng cho sự tồn tại của nguyên tử. Ban đầu người ta cho rằng nguyên tử là hạt nhỏ nhất, cho đến khi J.J. Thomson phát hiện ra electron vào năm 1897. Ngày nay, lý thuyết đã phát triển bao gồm nhiều hạt nhỏ hơn tạo nên nguyên tử và tất cả vật chất.