Wissenschaftler können die Existenz von Atomen mit einer Technik namens Rastertunnelmikroskopie bestätigen. Dies ist ein Verfahren, bei dem extrem empfindliche Geräte eine Probe auf mikroskopischer Ebene stören und die Stromänderung als Elektronen von von Atom zu Atom bewegen. Ohne die Existenz von Atomen gäbe es keinen elektrischen Strom.
Das Atom wurde zuerst von den alten Griechen durch Gedankenexperimente postuliert. Ein solches Experiment argumentierte, dass es ein Teilchen von einer gewissen Größe geben muss, das unteilbar ist. Das Wort „Atom“ leitet sich ursprünglich vom griechischen Wort für „unzerschneidbar“ ab. Grundlegende Beobachtungsdaten unterstützen diese Schlussfolgerung. So entwickelte beispielsweise der vorsokratische Philosoph Demokrit von Abdera bereits im 4. Jahrhundert v. Chr. eine Version der Atomtheorie. Wenn physikalische Objekte nicht aus Atomen zusammengesetzt wären, argumentierte er, wäre eine Bewegung von Objekten nicht möglich. Gäbe es keine Atome und keinen leeren Raum zwischen diesen Atomen, dann wäre die gesamte Materie relativ zu aller anderen Materie fixiert. In einer gewissen Größenordnung muss es eine unzerstörbare Materieeinheit geben, die eine solche Bewegung ermöglicht.
Diese Hypothese wurde im 20. Jahrhundert bestätigt, als Einstein ein Papier veröffentlichte, das das Konzept der Brownschen Bewegung unterstützte. Außerdem wären Atombomben ohne Kernspaltung nicht möglich, ein Konzept, das die Existenz von Atomen voraussetzt.