U filozofiji prirode, atomizam je teorija prema kojoj su svi objekti u svemiru sastavljeni od veoma malih, neuništivih čestica, atoma. Taj pojam potječe od grčke riječi ἄτομος (= nedjeljiv, koji se ne može razdijeliti na manje dijelove). Osnivačima antičkog atomizma smatraju se grčki filozofi Leukip i Demokrit.

Za filozofski koncept atomizma važna je činjenica da se za čestice, koje su hemičari i fizičari početkom 19. stoljeća smatrali nedjeljivim, pa ih stoga, prema dugoj tradiciji, i nazvali "atomima", u 20. stoljeću utvrdilo da se zapravo sastoje od još manjih elemenata: elektrona, neutrona i protona. Dalji pokusi pokazali su da se protoni i neutroni sastoje od još osnovnijih kvarkova, za koje trenutno nema eksperimentalnih dokaza da imaju veličinu ili podstrukturu. Tendencija empirijskog dokazivanja sve manjih podatomskih čestica stavlja u pitanje djeljivost materije, koja se naizgled može beskonačno dijeliti. Međutim, na ovo se pitanje ne može odgovoriti eksperimentalnim putem.

Što se tiče kvarkova, elektrona i drugih fundamentalnih leptona, ne može se isključiti mogućnost da su i oni sastavljeni od još manjih čestica. Ipak, dok se ne dokaže suprotno, upravo se ove čestice (a ne hemijski atomi) mogu smatrati onim što se tradicionalno naziva nedjeljivim elementima, kojim se tokom historije bavila atomistička teorija.