三原子分子是指由三个原子组成的分子。三原子分子可能是化合物，也可能是单质。典型的三原子化合物包括HO、CO和HCN等等。
类型.
同核.同核的三原子分子由同样的三个原子组成。臭氧（O）及其类似物三硫（S）是同核三原子分子的例子；三原子氢也是，但它很不稳定，会瞬间分解成较稳定且对称的三氢阳离子（H）。由氦-4组成的氦三聚体（He）只由弱的范德华力结合，而且处于。