En monoatomisk molekyl är en fysisk abstraktion, en molekyl som består av en atom , kännetecknad av tre frihetsgrader ( ) och som endast har elastiska egenskaper. Det användes i utvecklingen av molekylär kinetisk teori i mitten av 1800-talet och gick in i dess huvudekvation:
,där är den genomsnittliga kinetiska energin för molekyler, är Boltzmann-konstanten ; är den absoluta temperaturen . En diatomisk molekyl har 5 frihetsgrader ( ).
Molekylär kinetisk teori och monoatomiska molekyler behandlas främst inom allmän fysik . Inom kemi anses fria atomer inte vara molekyler [1] , och det korrekta konceptet är inte en "monatomisk molekyl", utan en monoatomisk gas .