ترکیب اتمی یک ماده خالص با فرمول شیمیایی مشخص می‌شود. دریک فرمول، نمادهای شیمیایی برای نشان دادن انواع اتمهای موجود درآن ماده و زیروندها برای مشخص کردن تعداد نسبی هرتوع از اتمها به کار می‌رود. به این ترتیب اگر نمادی زیروند نداشته باشد، به این معنی است که تعداد آن یک است.
بعضی از عناصر و مواد به شکلهایی وجود دارند که نه مولکولی و نه یونی است. در الماس، تعدادزیادی اتمهای کربن در یک الگوی بلوری سه بعدی با شبکه‌ای از پیوندهای مشابه با پیوندهایی که در مولکولها یافت می‌شوند، به هم متصل شده‌اند. درواقع، کل بلور الماس را می‌توان به صورت مولکول غول پیکر درنظر گرفت. بعضی از مواد مرکب مثلاً سیلیسیم دی‌اکسید SiO2، شکلهایی مشابه با الماس دارند. فلزات، ساختارهایی دارند که در آنها تعداد زیادی اتم با پیوندهایی به نام پیوندهای فلزی به هم متصل شده‌اند. این‌گونه شکلهای دیگر مواد دارای ساختارهای پیچیده‌تری هستند. در فرمول آنها، زیروند اتمها، ساده‌ترین عدد صحیحی است که نسبت درست اتمهای موجود در ماده مورد نظر را به دست می‌دهد.