Atomski radijus je mjerenje veličine za atome određenog elementa. Označava udaljenost između jezgre atoma i vanjskog ruba njegovih elektrona, odnosno udaljenost između dvije atomske jezgre. Atom nema fiksnu strukturu, pa se njegov atomski radijus mjeri tako da se udaljenost između jezgri atoma u dodiru podijeli na pola. Polumjer može biti različit za isti atom ovisno o tome je li vezan ili samo pored drugog atoma. Atomska veličina dodatno se smanjuje duž svakog retka periodnog sustava kada se računaju alkalne metale do plemenitih plinova i povećava se prema dolje u stupcima.
Tablica atomskog radijusa strukturno se razlikuje od klasičnog periodnog sustava elemenata. Helij ima najmanji polumjer, dok je vodik, najlakši element, šesti od dna za mjerenje veličine, a cezij je najveći atom. Neutralni atomi imaju veličinu od 0.3 do 3 angstroma, a atomi i ioni s jednim elektronom mogu se izmjeriti korištenjem Bohrovog radijusa, određenog orbitom elektrona najniže energije u atomu.
Polumjer kovalentno vezanih atoma razlikuje se od polumjera atoma u dodiru. Atomi koji su vezani dijele elektrone, a radijusi gusto zbijenih atoma, kao što su metalne strukture, drugačiji su nego ako atomi samo sjede jedan pored drugog. Van der Waalsov radijus se koristi za atome koji se drže zajedno slabim privlačenjem, a ne drže zajedno u molekuli. Dodavanje elektrona atomu mijenja njegov atomski radijus, tako da ionski radijus može varirati ovisno o tome koliko elektrona kruži oko iona.
Atomski radijus se temelji na principu da su atomi kugle. To nije baš tako, a model sfere je samo približan prikaz. Ideja sfernih atoma pomaže objasniti i predvidjeti koliko su tekućine i krutine guste, kako su atomi raspoređeni u kristalima, te izračunati oblik i veličinu molekula. Atomi se povećavaju u radijusu niz redove periodnog sustava, ali se dramatično povećavaju između plemenitih plinova na kraju retka ili razdoblja i alkalnog metala koji počinje u sljedećem retku. Ovaj koncept je korišten u razvoju kvantne teorije i logičan je u odnosu na teoriju elektronske ljuske, koja objašnjava koliko elektrona može biti u bilo kojoj određenoj orbiti.