אטומים הם אחד הנושאים הראשונים שמכוסים בקורס כימיה מכיוון שהם אבן הבניין הבסיסית של החומר. אטומים נקשרים זה לזה ויוצרים אלמנטים טהורים, תרכובות וסגסוגות. חומרים אלה מחליפים אטומים זה עם זה ליצירת מוצרים חדשים באמצעות תגובות כימיות.
כימיה היא חקר החומר והאינטראקציות בין סוגים שונים של חומר ואנרגיה. אבן הבניין הבסיסית של החומר היא האטום. א אטום מורכב משלושה חלקים עיקריים: פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. לפרוטונים יש מטען חשמלי חיובי. לנויטרונים אין מטען חשמלי. לאלקטרונים יש מטען חשמלי שלילי. פרוטונים ונויטרונים נמצאים יחד במה שמכונה גרעין האטום. אלקטרונים מסתובבים סביב הגרעין.
תגובות כימיות כוללות אינטראקציות בין האלקטרונים של אטום אחד והאלקטרונים של אטום אחר. לאטומים שיש להם כמויות שונות של אלקטרונים ופרוטונים יש מטען חשמלי חיובי או שלילי והם נקראים יונים. מתי קשר אטומים יחד הם יכולים ליצור אבני בניין גדולות יותר של חומר הנקרא מולקולות.
המלה "אטום" נטבעה על ידי היוונים הראשונים דמוקריטוס ולאוקיפוס, אך אופי האטום לא הובן עד מאוחר יותר. בשנות ה- 1800, ג'ון דלטון הדגים כי אטומים מגיבים זה עם זה ביחסים שלמים ליצירת תרכובות. גילוי האלקטרון זיכה את ג'יי ג'יי. תומסון פרס נובל לפיזיקה ב -1906. הגרעין האטומי התגלה בניסוי נייר הזהב שערכו גייגר ומרסדן בפיקוח ארנסט רתרפורד בשנת 1909.