Alkuaine on aine, joka koostuu vain yhden tyyppisistä atomeista. Alkuaineita löytyy luonnosta noin sata kappaletta. Kaikki alkuaineet on lueteltu jaksollisessa järjestelmässä. Jaksollisen järjestelmän loppupään alkuaineet (järjestysluku yli 100) ovat laboratoriossa valmistettuja ja ne säilyvät erittäin lyhyen aikaa, jonka jälkeen ne hajoavat.
Esimerkiksi raudassa on vain rauta-atomeja, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa metallisidoksella.
Happikaasu esiintyy luonnossa kaksiatomiseja molekyylinä eli kaksi happiatomia on liittyneenä toisiinsa kovalenttisella sidoksella.