Fisika
Fisika atom mempelajari atom. Penelitian saat ini berfokus pada kontrol kuantum, pendinginan, dan penangkapan atom dan ion, dinamika tabrakan suhu-rendah dan efek korelasi elektron pada struktur dan dinamika. Nukleus atom dipengaruhi oleh nukleus (cth. "hyperfine splitting"), namun fenomena antar-nuklir seperti fisi nuklir dan fusi nuklir dianggap sebagai bagian dari fisika energi tinggi.
Spektroskopi atomik
Dalam kimia analisis, spektroskopi atomik adalah sekelompok metode untuk menganalisis kandungan unsur dalam suatu sampel dengan cara menguraikan sampel tersebut menjadi atom-atom bebas, lalu mendeteksi interaksi atom tersebut dengan radiasi elektromagnetik. Menurut jenis interaksi yang dideteksi, ada lima jenis spektroskopi, yaitu spektroskopi serapan atom, spektroskopi emisi atom, spektroskopi massa, spektroskopi floresensi atom, dan spektroskopi ionisasi atom. Antara lima jenis ini, tiga yang pertama adalah yang paling banyak digunakan. Spektroskopi atomik berbeda dengan spektroskopi molekular karena pada spektroskopi molekular spesi yang diuji adalah molekul, bukan atom bebas.