Một nguyên tử đại diện cho phần nhỏ nhất của một nguyên tố mà vẫn giữ được các đặc tính của nguyên tố đó và liên kết giữa hai hoặc nhiều nguyên tử tạo thành một phân tử. Phân tử thường được định nghĩa là phần nhỏ nhất của một hợp chất hóa học được hình thành từ liên kết giữa các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau, nhưng phân tử cũng có thể bao gồm liên kết giữa cùng một loại nguyên tử, chẳng hạn như liên kết hai nguyên tử hydro để tạo thành phân tử hydro (H 2 ) . Theo định nghĩa chặt chẽ nhất của họ, các phân tử của hợp chất chứa hai hoặc nhiều nguyên tử của các nguyên tố khác nhau và không có điện tích thuần âm cũng không mang điện tích dương, và những phân tử đó chỉ bao gồm các nguyên tử của một loại nguyên tố, chẳng hạn như H 2 hoặc O 2 , được gọi là phân tử hạt nhân.
Thuật ngữ "phân tử" được sử dụng ít nghiêm ngặt hơn bên ngoài hóa học. Ví dụ, các nguyên tử đơn lẻ không có liên kết của một khí quý có thể được gọi là "phân tử" trong lý thuyết khí động học. Theo định nghĩa hóa học, các phân tử của các hợp chất có điện tích âm hoặc dương được gọi là ion, nhưng có thể được gọi là "phân tử" trong hóa học hữu cơ hoặc vật lý lượng tử.
Các phân tử có thể được chia nhỏ thành các nguyên tử riêng lẻ của chúng, và các nguyên tử riêng lẻ có thể được chia nhỏ hơn nữa thành ba hạt phụ nguyên tử chính của chúng: electron, proton và neutron. Ở cấp độ này, các hạt không còn thể hiện bất kỳ đặc điểm nào của nguyên tố hóa học riêng lẻ mà chúng sinh ra. Các proton và neutron của nguyên tử còn được gọi là nucleon và được tìm thấy trong hạt nhân của nguyên tử, phần nguyên tử chứa phần lớn hơn khối lượng của nó. Hạt nhân được đóng gói chặt chẽ, trừ các electron quay xung quanh nó, đại diện cho phần lớn kích thước của nguyên tử và nhỏ hơn kích thước của toàn bộ nguyên tử khoảng 10.000 đến 50.000 lần.
