تقوم الفيزياء الذرية بدراسة بنية الذرات تحديدا الغلاف الإلكتروني للذرات و علاقة هذه الإلكترونات بالنوى الذرية ، و بالتالي يجب تمييزها عن الفيزياء النووية التي تدرس التآثرات و القوى المتبادلة بين مختلف مكونات النوى الذرية.
تهتم الفيزياء الذرية أساسا بدراسة الأطياف الضوئية الصادرة عن ذرات حرة مصدرة للضوء ، فقد تبين أن كل نوع من الذرات له طيف ضوئي مؤلف من خطوط ذات أطوال موجية معينة ، و تفسير هذه الظاهرة هو ما يقودنا إلى نموذج بور الذري الذي وضع أساسا لتفسير هذه الظاهرة مستفيدا من فكرة الكم التي أطلقها ماكس بلانك.
تؤمن لنا الفيزياء الذرية تصورا عن نظرية المدارات الذرية التي تشكل أساس الفهم الحديث للكيمياء.