原子束和分子束是指在高真空中定向运动的原子或分子流。美国科学家I.I.拉比等人对近代原子束、分子束技术的发展作出了创始性贡献。原子束和分子束是研究原子和分子的结构以及原子和分子同其他物质相互作用的重要手段。固体、液体和稠密气体中原子或分子间距离较小，有着复杂的相互作用，很难研究其中孤立分子的性质，稀薄气体中分子间距离较大，其相互作用随压强的减小变弱，但因分子的无规则运动，使得对分子本身的探测和研究较困难。在原子束或分子束中，原子或分子作准直得很好的定向运动，它们之间的相互作用可以忽略，因此可以认为束流是运动着的孤立原子或分子的集合，可用以研究分子、原子本身性质以及分子、原子与其他粒子的相互作用。这类研究对原子和分子物理、气体激光动力学、等离子体物理、微观化学反应动力学、空间物理、天体物理以及生物学的一些领域都非常重要。此外，还可用原子束、分子束来研究物体的表面和固体结构。