التفاعلات الكيميائية في الذرات تحدث على مستوى الإلكترونات المتحركة حول النواة الذرية. وتتضمن هذه التفاعلات:
1- التفاعلات الكيميائية القياسية: يتم تفاعل الذرة مع مركب آخر لتشكيل مركبات جديدة. يمكن أن تكون هذه التفاعلات إطارًا لإنتاج مركبات أخرى في الكيمياء العضوية واللاعضوية.
2- التفاعلات الإشعاعية: تتأثر الذرة بإشعاعات تسبب تغيرات في النواة الذرية والإلكترونات المحيطة به. وتشمل هذه الإشعاعات الطاقة النووية، والأشعة الكونية، والأشعة السينية والعلاج الإشعاعي للأورام.
3- التفاعلات الحيوية: يتسبب التفاعل الحيوي في تفاعل الذرة في الجزيئات الحيوية مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى تشكيل مركبات حيوية مثل الأحماض الأمينية والبروتينات. ويشمل هذا النوع من التفاعلات الأيض الخلوي وتفاعلات التنفس الخلوي.