Kemiassa ja fysiikassa atomiteoria on tieteellinen teoria, jonka mukaan kaikki aine koostuu diskreeteistä eli epäjatkuvista yksiköistä eli atomeista, jotka ovat kemiallisesti jakamattomia. Atomiteoriaa kuvataan atomimallien avulla. Atomiteorian avulla pystytään selittämään tiettyjä ilmiöitä, kuten miksi aineella on tietty olomuoto tietyssä lämpötilassa. Demokritos ja Demokritoksen oppi-isä Leukippos pohtivat aineen koostumusta ja päätyivät siihen, että aine koostuu atomeista, ja että atomi on jakamaton. Jakamaton on kreikaksi atomos, josta sana atomi on johdettu.[1] Nykyään atomien kuitenkin tiedetään koostuvan osasista ja atomeita voitavan jakaa fissioreaktioilla. Nykyisin on vallalla kvanttimekaaninen teoria, mutta sitä ovat edeltäneet Bohrin, Sommerfeldin, Rutherfordin ja Thomsonin teoriat.