La fisica atomica è la branca della fisica che studia gli atomi come sistemi isolati, comprendenti elettroni e nuclei atomici. Riguarda principalmente la disposizione degli elettroni attorno al nucleo e i processi mediante i quali tali disposizioni mutano. Tale ambito coinvolge chiaramente gli atomi neutri così come gli ioni e, a meno che non altrimenti specificato, il termine atomi include anche gli ioni. La fisica atomica comprende così la descrizione e l'evoluzione del modello atomico.