Основные разделы атомной физики — атомная спектроскопия, рентгеноспектральный анализ, радиоспектроскопия.
Знание атомной структуры оказывается полезным в квантовой химии для предсказания свойств химических соединений и для определения энергетического спектра, что важно для лазеров.