其研究尺度约一至数个原子，能量尺度约几个电子伏特。这三个物理学的领域研究通常是紧密关联的。原子分子与光物理学使用经典物理学、半经典物理学、与量子物理学的研究方法。通常情况下，此理论的应用包含原子发射或吸收光子、激发态原子和分子的电磁辐射和散射，光谱分析，激光和激微波的产生，以及对物质光学性质的研究。
历史.18世纪，道耳吞提出原子理论，认为一切物质由不可分割的原子组成，也就是由化学元素组成。当时他们虽然不知道原子是什么，但可依据它们的性质分门别类，19世纪中晚期，由约翰·纽