Chmura elektronowa atomu to obszar poza jądrem atomu, w którym znajdują się elektrony. Model atomu Bohra, popularny na początku XX wieku, został obalony przez teorie fizyki kwantowej Werner Heisenberg.
Poprzednio uważano, że atomy są jak miniaturowe układy słoneczne, a jądro działa jak gwiazda, a elektrony orbitują jako planety. Jednak zasada nieoznaczoności Heisenberga stwierdza, że niemożliwe jest poznanie zarówno dokładnej lokalizacji i prędkości cząstki elementarnej; możliwe jest zmierzenie tylko jednego lub drugiego. Dzieje się tak dlatego, że elektrony są tak małe, że wszelkie użyte cząstki, które wchodzą w interakcje, powodują zmianę prędkości poprzez fizyczne kolizje. Prędkość odnosi się zarówno do prędkości, jak i kierunku ruchu, a nie tylko do prędkości, więc efekt będzie podobny do kuli bilecowej odbijającej się od innej.
Naukowcy mogą odgadnąć przybliżoną odległość między jądrem a daną powłoką elektronową. Zamiast orbit skorupy stanowią sferyczny obszar, w którym znajdują się elektrony. Jednak dokładne położenie elektronów w chmurze jest całkowicie przypadkowe i niepoznawalne z naszymi obecnymi instrumentami. Chmura elektronów jest również nazywana chmurą prawdopodobieństwa.
