原子与分子，是物质结构的基本单元。分子由原子组成。一般情况下，分子是指由确定种类和数目原子组成的、具有确定结构的稳定物种。人类已知的物质，许多是由分子构成的，其中包括各种有机化合物，也包括有些无机单质及其化合物，如氮、氧、氯、溴、碘等单质(氦、氖、氩等稀有气体也可以看作是单原子分子)，水、氨、二氧化碳等较简单的无机化合物。当它们凝聚成固体时，彼此通过较弱的分子间作用力结合在一起。但是，我们所熟悉的大多数单质元素和无机化合物，却并不是由分子构成的。例如，石墨和金刚石是由碳原子通过共价键构成的晶体，各种金属是由相应的金属原子通过金属键构成的晶体，氯化钠等离子化合物是由相应的正负离子通过离子键构成的晶体(当它们溶解时则成为分离的溶剂合离子)。这些物质都是由其组成原子、离子或其他结构单元近乎无限地周期性重复(晶态)或无序延伸(非晶态)构成的，其间不存在“分子”这样一个中间的物质层次或单元。

原子团簇的发现和认识，恰恰填补了这类“非分子”物质中，介于单个原子与其大块固体之间的物质层次上的空缺。如在铁原子与铁块之间，存在Fe₂、Fe₃、Fe₄……Fe_n……一系列的铁原子团簇^[1]；在碳原子与石墨、金刚石等之间，存在C₂、C₃……C₆₀……C_n……一系列的碳原子团簇^[2]；作为离子团簇，如(NaCl)_n及其正负离子Na(NaCl)_n⁺和(NaCl)_nCl^-也均已被发现和观察到^[3]。虽然各种原子团簇的组成与结构都非常丰富与复杂，有关的研究还很初步，但是每一个原子团簇各自具有确定的组成与独特的结构。根据这样的定义，有些原子团簇其实早已发现和存在，如P₄、S₈等^[4]；有些原子团簇则是近年才被合成与发现的，如C₆₀等富勒烯^[5]。当然，大多数原子团簇的表面都分布着数量不等的“悬键”，因此它们只能在一些特定的环境下(惰性气体的隔离或是在真空中高度分散时)才能稳定存在。但是，它们的悬键可以通过外加其他基团来加以饱和而得以稳定。人们更早合成与研究的金属原子簇化合物，就是这样一类物质，只是其中一些化合物中的配体也参与了成簇过程，使得其中金属“簇核”的结构有别于不带配体的“裸簇”的结构。在有些簇合物中，其中的金属原子(离子)仅是通过配体桥连在一起，金属原子之间甚至没有成键^[4]。这些配体也可以是单个的非金属离子，如氧、硫、卤素元素等的离子。其中的金属-氧簇就是已经研究了一百多年的“多酸”，它们也是原子团簇这个家族中的成员。

较大一些的原子团簇已经达到了纳米的尺度^[6]。但是如果将它们简单地称之为“纳米团簇”，则在概念上比较含糊，因为原子团簇的科学意义不仅在于它的尺度，还在于它具有确定的结构和组成。尺寸达到纳米尺度、结构相对稳定的原子团簇(化合物)，实际上是一种“纳米分子”，更确切地应称之为“无机纳米分子”，以有别于许多其他种类的也达到了纳米尺度的分子，如各种有机和生物的大分子等。它们作为一个分子，必然具有确定的分子结构；当它们聚集成固体时，即使是相同的团簇分子，也可能因为分子的聚集方式不同，而具有不同的物相或晶态。因此，它们必然体现出结构上的多样性。

现在广泛研究的纳米材料，主要指的是外形为纳米尺度(可以体现在一维、二维以至三维)的固体材料。虽然它们在尺度上、形态上、特别是在性能上有各种分布和变化，它们的结构仍然与其相应的大块晶体相同，其组成原子或基团仍按相同的规律周期性地重复，不同尺寸的纳米晶体仍然具有相同的晶态。因此，纳米材料虽然在形态与性能上体现了多种特性，与宏观晶体相比可能有相对较多的结构缺陷，但是基本的结构并没有变化。

与团簇一样，从纳米材料乃至大块固体(非分子固体)的表面也都分布着“悬键”，由此导致了固体表面的化学活性，而纳米材料由于具有较高的比表面，化学活性更为突出，因此可以应用于多相催化等体系。然而，目前还缺乏表征固体表面结构的有效方法。在原子团簇这个体系上，实验测量与理论计算却都可以得到准确的结果并且完美地结合起来，因此能够建立明确的构效关系，并将这些关系及其规律推广到更大的体系，使之成为认识和研究纳米乃至大块固体表面结构的理想的分子模型。

原子团簇既然是在纳米尺度，也有可能体现出纳米材料的量子效应等特性；与纳米材料相比，又具有确定的结构(包括表面结构)与组成，可以制备得到纯净的产物，不仅本身就可能具有独特的性能，而且还易于进一步的功能化与器件化，具备分子材料及其器件的一些优点。每一种新团簇的发现，都将展现一种新的独特的结构；而以不同方式组装成的团簇材料，都有可能展现出不同的性能。因此，原子团簇及其组装成的团簇材料，有可能兼具纳米材料与分子材料的特性，对它们的制备与研究，可以为相关学科的发展带来新的生长点。