Атомы не имеют отчётливо выраженной внешней границы, поэтому их размеры определяются по расстоянию между ядрами соседних атомов, которые образовали
химическую связь. Радиус зависит от положения атома, его типа, вида химической связи, числа ближайших атомов (
координационного числа) и
квантово-механического свойства, известного как
спин. В
периодической системе элементов размер атома увеличивается при движении сверху вниз по столбцу и уменьшается при движении по строке слева направо. Соответственно, самый маленький атом — это атом гелия, имеющий радиус 32
пм, а самый большой — атом
цезия (225 пм). Эти размеры в тысячи раз меньше длины волны видимого
света (400—700
нм), поэтому атомы нельзя увидеть в
оптический микроскоп. Однако отдельные атомы можно наблюдать с помощью
сканирующего туннельного микроскопа.