Canlıların ve maddelerin yapısını atomlar oluşturur. Bu nedenle atomlar ve moleküller; fizik, kimya ve biyolojinin ortak inceleme konuları arasındadır. Atom fiziği; atomun yapısını, atomik boyutta gerçekleşen olayları, atomların ve moleküllerin birbirleriyle olan etkileşimlerini inceler. Nanoteknoloji, atom fiziğinin uygulama alanlarından biridir.
Kuantum bilgisayarlar, yapay zekâ ve 3D yazıcılar gibi çalışmalar nanoteknolojinin popüler konuları arasındadır. Atom mühendisliği bu alana örnek mesleklerdendir.