الفيزياء الذرية هي مجال الفيزياء الذي يهتم بدراسة الذرّة من نواة والغلاف الإلكتروني. تشير الفيزياء الذرية عادةً إلى دراسة البنية الذرية والتفاعل بين الذرات. وتهتم بشكل أساسي بكيفية ترتيب الإلكترونات حول النواة. يشمل علي ذلك الأيونات والذرات المتعادلة.
يمكن ربط مصطلح الفيزياء الذرية بالطاقة النووية والأسلحة النووية. يُميز الفيزيائيون بين الفيزياء الذرية - التي تُعنى بالذرة كنظام يتكون من نواة وإلكترونات - والفيزياء النووية ، التي تدرس التفاعلات النووية والخصائص الخاصة لنوى الذرات.