Kluczowa różnica między pierwiastkami atomowymi i molekularnymi polega na tym, że pierwiastek atomowy jest związkiem chemicznym występującym jako niezależne atomy, podczas gdy pierwiastek molekularny jest substancją molekularną składającą się z dwóch lub więcej atomów pojedynczego pierwiastka.
Pierwiastki atomowe to najbardziej stabilne pierwiastki chemiczne; głównie gazy szlachetne. Dlatego mogą istnieć jako niezależne atomy. Ale mogą również ulegać reakcjom chemicznym, tworząc związki. Natomiast pierwiastki molekularne to związki chemiczne zawierające co najmniej dwa atomy tego samego pierwiastka chemicznego. Atomy te wiążą się ze sobą poprzez tworzenie wiązań chemicznych między atomami.
