فیزیک هسته‌ای
بایستی بین فیزیک اتمی و فیزیک هسته ای تفاوت قائل شد. فیزیک اتمی به بررسی ساختار اتم می‌پردازد و بیشتر اوقات می‌کوشد تا به آرایش الکترون‌ها پی ببرد و راهبردهای استفاده از الکترون به هر منظور را کشف و استفاده کند؛ ولیکن فیزیک هسته ای بر روی هسته اتم متمرکز است و سعی بر این دارد که از هسته که حاوی نوکلئون‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) و کوارک‌ها (ذرات کوچکتر درون پروتون‌ها و نوترون‌ها) است انرژی بدست آورد. البته کارهای دیگری نیز مانند تعیین نیمه عمر و … هستند که مخصوص فیزیکدانان هسته ای است. با این همه، اکثریت فیزیک اتمی و هسته ای را یکی می‌شمارند.
فیزیک اتمی
فیزیک اتمی در درجهٔ نخست، اتم‌های منفرد را مد نظر قرار می‌دهد. مدل‌های اتمی یک هسته و چند الکترون در اطراف آن را شامل می‌شوند. در این مدل‌ها یونیزه شدن یا برانگیختگی توسط فوتون‌ها یا برخورد با ذرات اتمی بررسی می‌شود. تشکیل مولکول‌ها یا وضعیت اتم‌ها در حالت جامد یا مادهٔ چگال در فیزیک اتمی نمی‌گنجد.