Un gaz monoatomic este o substanță gazoasă compusă din molecule care conțin fiecare câte un singur atom în loc de molecule formate prin legarea a doi sau mai mulți atomi. Exemple de gaze monoatomice sunt heliul, argonul și neonul .
Gazele nobile, găsite în grupul din extrema dreaptă din tabelul periodic, există în natură ca gaze monoatomice datorită naturii lor nereactive. Heniul de gaz nobil este utilizat comercial în baloanele de umplere, deoarece are o densitate mai mică decât cea a aerului, determinând creșterea baloanelor. Neonul este folosit în mod obișnuit pentru a crea semne publicitare, deoarece strălucește atunci când fluxul de energie electrică trece prin el. Argon este un alt gaz nobil și este folosit pentru a ține filamentele cu becuri de la ardere departe. Deoarece argonul nu este reactiv, acesta este introdus într-un bec în loc de aer obișnuit, care conține oxigen care poate provoca o reacție de ardere atunci când este expus la filamentele metalice subțiri găsite în becuri. Alte gaze nobile includ krypton, xenon și radon.
Unele gaze, numite gaze diatomice, constau din molecule formate din doi atomi fiecare. Exemple de gaze diatomice sunt hidrogenul, monoxidul de carbon și oxigenul, adesea abreviate ca H2, CO și O2. Alte gaze, cum ar fi aburul, care este apa în stare gazoasă, și dioxidul de carbon, au trei atomi pe moleculă. Formulele chimice pentru aceste gaze sunt H2O și CO2.