Vật lý nguyên tử, phân tử, và quang học (atomic, molecular, and optical physics  - AMO) là môn khoa học nghiên cứu về tương tác vật chất-vật chất và tương tác ánh sáng-vật chất; ở quy mô của một hoặc vài nguyên tử[1] và quy mô năng lượng vài electron volt.[2]:1356[3] Ba lĩnh vực trên có liên quan chặt chẽ với nhau. Lý thuyết AMO bao gồm các nghiên cứu/tương tác cổ điển, bán cổ điển và lượng tử. Thông thường, lý thuyết và các ứng dụng của phát xạ, hấp thụ, tán xạ của bức xạ điện từ (ánh sáng) của nguyên tử và phân tử ở trạng thái kích thích, phân tích quang phổ, các thế hệ của laser và maser, và các thuộc tính quang học của vật chất nói chung, nằm trong lĩnh vực này.