A legfontosabb különbség az atomi és a molekuláris elemek között az, hogy az atomi elem olyan kémiai faj, amely független atomként létezik, míg a molekuláris elem olyan molekuláris anyag, amely egyetlen elem két vagy több atomjából áll.
Az atomelemek a legstabilabb kémiai elemek; főleg a nemesgázok. Ezért független atomként létezhetnek. De kémiai reakciókon keresztül vegyületek keletkezhetnek. Ezzel szemben a molekuláris elemek olyan kémiai vegyületek, amelyek legalább két azonos kémiai elem atomját tartalmazzák. Ezek az atomok kémiai kötések kialakulásával kötődnek egymással az atomok között.