אטומים הם החלקיקים שמהם מורכבים כל החומרים בעלי מסה: ברזל, זהב, חמצן ועוד. אטומים מורכבים מחלקיקים עוד יותר קטנים בעלי מטען חשמלי חיובי או ניטרלי - הפרוטונים והניוטרונים המרכיבים את גרעין האטום - או מטען שלילי - האלקטרונים הנמצאים מחוץ לגרעין האטום. בדרך כלל, הם מאזנים זה את זה כך שהמטען החשמלי של האטום כולו הוא אפס. אטום עשוי להיות בנוי מיחסים שונים של פרוטונים, ניטרונים ואלקטרונים והיחסים השונים האלה הם הדבר שמבחין בין סוגים שונים של חומרים, כמו ברזל, חמצן, זהב ועוד. 

הטבלה המחזורית היא תרשים הממיין את היסודות השונים לפי תכונות האטומים שלהם אך ישנם חומרים שמוגדרים לפי קשרים בין מספר אטומים שונים. מולקולה היא למעשה קישור כימי בין כמה אטומים. מים, למשל, הם אוסף של מולקולות שבכל אחת מהם יש שני אטומים של מימן ואטום אחד של חמצן.