Atoomfisika is die tak van fisika wat die struktuur en gedrag van atome bestudeer, wat die basiese eenhede van materie is. Dit handel oor die eienskappe en gedrag van individuele atome en die interaksies tussen atome en elektromagnetiese straling, asook die prosesse waardeur atome oorgange tussen verskillende energievlakke ondergaan. Atoomfisika sluit ook die studie van kernfisika in, wat handel oor die struktuur en gedrag van atoomkerne en die interaksies tussen atoomkerne en ander deeltjies.