Un atome exotique est un atome dont une particule est remplacée par une particule de même charge. Par exemple, le Positronium, un atome exotique, contient un électron et un positron. Le positron (qui est l'antiparticule de l'électron) remplace un proton qui se trouverait normalement dans cet atome. La plupart des atomes exotiques sont difficiles à découvrir, car ils se décomposent très rapidement. Le positronium a en moyenne une demi-vie (le temps que la moitié de l'objet disparaisse par désintégration) de 0,125 nanosecondes. Il existe quelques types d'atomes exotiques.