Un gas monoatómico es una sustancia gaseosa compuesta por moléculas que contienen cada una solo un átomo cada una en lugar de moléculas formadas por la unión de dos o más átomos. Algunos ejemplos de gases monoatómicos son helio, argón y neón .
Los gases nobles, que se encuentran en el grupo de la extrema derecha en la tabla periódica, existen en la naturaleza como gases monoatómicos debido a su naturaleza no reactiva. El helio de gas noble se usa comercialmente en los globos de llenado porque tiene una densidad inferior a la del aire, lo que hace que los globos se eleven. El neón se usa comúnmente para crear carteles publicitarios porque se ilumina cuando la electricidad fluye a través de él. El argón es otro gas noble y se usa para evitar que los filamentos de las bombillas se quemen. Debido a que el argón no es reactivo, se inserta en una bombilla en lugar de aire regular, que contiene oxígeno que puede causar una reacción de combustión cuando se expone a los filamentos de metal delgados que se encuentran en las bombillas. Otros gases nobles incluyen el criptón, el xenón y el radón.
Algunos gases, llamados gases diatómicos, consisten en moléculas compuestas de dos átomos cada una. Ejemplos de gases diatómicos son hidrógeno, monóxido de carbono y oxígeno, a menudo abreviados como H2, CO y O2. Otros gases, como el vapor, que es agua en su estado gaseoso y dióxido de carbono, tienen tres átomos por molécula. Las fórmulas químicas para estos gases son H2O y CO2.