Việc nghiên cứu cấu trúc của các nguyên tử, thuộc tính động lực của nó, bao gồm cả năng lượng Kỳ và tương tác của nó với các hạt và các lĩnh vực. Đây gần như hoàn toàn xác định bởi pháp luật của cơ học lượng tử, với rất tinh tế chỉnh theo yêu cầu của điện động lực học lượng tử. Bất chấp sự phức tạp rất lớn của hệ thống nhất nguyên tử, trong đó mỗi điện tử tương tác với cả hai hạt nhân và tất cả các khác quay quanh electron, bản chất wavelike của các hạt, kết hợp với nguyên lý loại trừ Pauli, kết quả trong một mảng thật ngạc nhiên có trật tự của nguyên tử thuộc tính. Đây systematized của bảng tuần hoàn của Mendeleev. Thêm vào phân loại của họ hoạt động hóa học và trọng lượng nguyên tử, các yếu tố khác nhau của bảng này được đặc trưng bởi nhiều tính chất quan sát được. Trong đó có ái lực electron, polarizability, mô men động lượng, nhiều khoảnh khắc điện và từ tính.