Los átomos son pequeñas partículas que forman el universo, mientras que las moléculas están hechas de átomos (incluso un solo átomo). Sin embargo, ambos constituyen unidades pequeñas e identificables.
Los átomos son los que componen todo, desde lápices hasta humanos y el océano. En un momento, los científicos pensaron que eran la partícula más pequeña posible y que eran indivisibles; sin embargo, se pueden dividir. Cada átomo tiene un núcleo hecho de protones y neutrones rodeados por electrones en órbita. Los protones están cargados positivamente, y los electrones están cargados negativamente. Los neutrones son neutrales. Las tres de estas partículas se pueden dividir en partículas más pequeñas llamadas quarks. El número de protones, neutrones y electrones que tiene un átomo determina qué elemento es. Por ejemplo, el sodio tiene 11 protones, 11 electrones y 12 neutrones.
Una molécula, por otro lado, es indivisible a su manera: por definición, es la partícula más pequeña de una sustancia que aún retiene las propiedades de esa sustancia. Por lo tanto, aunque se puede dividir en partes más pequeñas (átomos, etc.), hace una unidad. Los átomos individuales pueden formar una molécula, como los gases nobles.
La mayoría de las moléculas se forman cuando los átomos se unen de una manera particular. Por ejemplo, la fórmula química para el agua es H2O, lo que significa que dos átomos de hidrógeno se unen con un átomo de oxígeno. Un conjunto de este compuesto, exactamente dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, forman una molécula. Si se volviera a dividir, sería hidrógeno y átomos de oxígeno, no agua.