Les atomes sont de minuscules particules qui composent l'univers, tandis que les molécules sont constituées d'atomes (même d'un seul atome). Cependant, les deux constituent de petites unités identifiables.
Les atomes sont ce qui compose tout, des crayons aux humains en passant par l'océan. À une certaine époque, les scientifiques pensaient qu'elles étaient la plus petite particule possible et qu'elles étaient indivisibles ; cependant, ils peuvent être divisés. Chaque atome a un noyau composé de protons et de neutrons entourés d'électrons en orbite. Les protons sont chargés positivement et les électrons sont chargés négativement. Les neutrons sont neutres. Ces trois particules peuvent être divisées en particules plus petites appelées quarks. Le nombre de protons, de neutrons et d'électrons d'un atome détermine de quel élément il s'agit. Par exemple, le sodium a 11 protons, 11 électrons et 12 neutrons.
Une molécule, en revanche, est indivisible à sa manière : par définition, c'est la plus petite particule d'une substance qui conserve encore les propriétés de cette substance. Par conséquent, bien qu'il puisse être divisé en parties plus petites (atomes, etc.), il constitue une unité. Des atomes isolés peuvent constituer une molécule, comme les gaz rares.
La plupart des molécules se forment lorsque des atomes se lient d'une manière particulière. Par exemple, la formule chimique de l'eau est H20, ce qui signifie que deux atomes d'hydrogène se lient à un atome d'oxygène. Un ensemble de ce composé, exactement deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène, forme une molécule. S'il était à nouveau divisé, il s'agirait d'atomes d'hydrogène et d'oxygène, pas d'eau.