Um átomo exótico é um átomo que tem uma partícula substituída por uma partícula da mesma carga. Por exemplo, o Positronium, um átomo exótico, contém um elétron e um positron. O positron (que é a antipartícula do elétron) substitui um próton que normalmente seria encontrado nesse átomo. A maioria dos átomos exóticos é difícil de descobrir, pois eles se decompõem muito rapidamente. O positronium tem em média uma meia-vida (quanto tempo até que metade do objeto tenha desaparecido por decadência) de 0,125 nanossegundos. Existem alguns tipos de átomos exóticos.