Bilim adamları, tarama tüneli mikroskopisi adı verilen bir teknik kullanarak atomların varlığını doğrulayabilirler. Bu, son derece hassas ekipmanın bir örneği mikroskobik düzeyde rahatsız ettiği ve akımdaki değişikliği elektronlar olarak algıladığı bir prosedür atomdan atoma hareket et. Atomların varlığı olmadan, elektrik akımı olmazdı.
Atom ilk olarak eski Yunanlılar tarafından düşünce deneyleri kullanılarak varsayılmıştı. Böyle bir deney, bölünmeyen bir boyutta bir parçacık olması gerektiğini savundu. "Atom" kelimesi aslen Yunanca "kesilemez" kelimesinden türemiştir. Temel gözlemsel veriler bu sonucu desteklemektedir. Örneğin, Abdera'nın Sokratik öncesi filozof Demokriği, MÖ 4. yüzyıl gibi erken bir tarihte atom teorisinin bir versiyonunu tasarladı. Fiziksel nesneler atomlardan oluşmadığı takdirde, nesnelerin hareketi mümkün olmayacağını savundu. Bu atomlar arasında atomlar ve boş alanlar olmasaydı, tüm maddeler diğer tüm maddelere göre yerine kilitlenirdi. Bir ölçekte, bu tür bir hareketin gerçekleşmesine izin veren yok edilemez bir madde birimi olmalıdır.
Bu hipotez, Einstein'ın Brownian hareketi kavramını destekleyen bir makale yayınladığı 20. yüzyılda doğrulandı. Ayrıca, atom bombaları, atomların varlığını gerektiren bir kavram olan nükleer fisyon olmadan mümkün olmazdı.
