Um material que contém apenas um tipo de átomo é chamado de elemento. Existem 98 elementos que ocorrem naturalmente, junto com outros 20 que foram sintetizados em laboratórios, a partir de 2015. Hidrogênio, o elemento mais leve, é também a substância química mais abundante do universo.
Uma substância feita de dois ou mais elementos é chamada de composto. Os compostos consistem em átomos quimicamente ligados em uma proporção fixa. Por exemplo, a água é sempre composta de dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio. A matéria geralmente ocorre como uma mistura de vários compostos e elementos, como o ar, que é composto por mais de uma dúzia de elementos e compostos diferentes.