In chimica, il raggio atomico è definito convenzionalmente la metà della distanza internucleare tra due atomi dello stesso elemento, legati in modo covalente. Ad esempio il raggio atomico dell'ossigeno sarà rappresentato dalla metà del segmento immaginario che collega due nuclei di due atomi di ossigeno che si sfiorano.
Usualmente si misura il raggio atomico in picometri (pm) oppure in angstrom (Å).
Il raggio atomico dipende soprattutto dalla carica efficace dell'elemento: all'aumentare della stessa, il raggio atomico diminuisce. Nella tavola periodica diminuisce quindi lungo il periodo e aumenta lungo il gruppo. Non tutti gli elementi di transizione seguono l'andamento periodico, ma sono eccezioni di trascurabile deviazione. I lantanoidi e gli attinoidi subiscono, rispettivamente, la contrazione lantanoidea e la contrazione attinoidea.
I gas nobili fanno eccezione: due atomi dello stesso gas nobile non possono infatti legarsi covalentemente tra loro, ma sono tenuti uniti dalle deboli forze di Van der Waals, per cui la distanza internucleare è maggiore, e conseguentemente, il raggio atomico.