Горя́чие а́томы — быстрые атомы, возникающие при ядерных превращениях и имеющие избыточную по сравнению с обычными атомами кинетическую энергию, которая соответствует энергии атомов при температурах порядка миллионов градусов. Горячие атомы называют также атомами отдачи. Благодаря высокой кинетической энергии, возбужденному электронному состоянию и высокому положительному заряду горячие атомы способны вступать в такие химические реакции, в которые обычные атомы не вступают. Полученный горячими атомами импульс в большинстве случаев бывает достаточно велик, чтобы разорвать одну или несколько связей атома в химическом соединении; при этом горячий атом может отрываться от содержащей его молекулы. На этом свойстве горячих атомов основан метод обогащения радиоизотопов. Перспективно использование реакций горячих атомов для технологических целей — в процессах полимеризации, синтеза аммиака, синтеза меченых соединений.