由于电子并不在离核固定距离的轨道上运动，所以原子半径是一个不确定的 名称，电子可以在一个广大区域内出现，因此很难给游离原子确定一个半径。

通常，我们用界面图来表示电子云分布区域，但不能把界面与核的距离看成原子半径。

例如，氢原子基态包含90%电子出现几率的界面在离核141pm处，这个值不能看成氢原子半径。因为玻尔理论得出氢原子基态时的1s轨道半径为 52.9pm，这是1s电子出现几率最大的球壳。52.9pm被作为游离氢原子的半径，，而不是141pm。但是，在这个球壳以外区域，氢原子的1s电子出现几率却超过50%。多电子原子的每一个能级不同的电子亚层，轨道半径都不相同，可以把基态原子的最外面亚层电子出现几率最大的球壳半径，作为原子半径。这种半径实际上是原子最外面亚层轨道的半径，所以常称为原子轨道半径。它的值的大小与最外层电子得失难易直接有关，但它不能测定，只能理论计算，所以不常使用。能够实际测定的是原子相互接触时的半径。这就是把某种力结合起来的两个相互邻接的原子的核间平衡距离作为两个原子半径之和。如果两个相结合的原子是同种原子，那么，半径就是它们核间距离的一半。两个原子间作用力的性质不同，核间距离也就不同。两个同种原子以共价键联系时，它们核间距离的1/2称为共价半径，金属晶体内两个相邻的同种金属原子核间距离的1/2，叫做金属半径。属于两个不同分子的同种原子，由于分子间范德华力靠拢的核间距离的1/2，所以叫做范德华半径。很明显，这三种半径的值都是不同的，例如氯原子的共价半径为99pm，而范德华半径为180pm。金属钠中钠原子金属半径为189pm，而在钠蒸气中存在的钠的双原子分子(Na₂)中，钠原子的共价半径为157pm。

两个原子间共价健结合时，还可以有单健、双键、三键的不同，它们的核间距离各不相同，上面讨论的氯、钠两个例子都是原子间以单键结合的，它们的共价半径属于单键共价半径。平常讲原子半径如不特别注明就是指单键共价半径。各种原子半径作比较时，应该采用同一种类型的半径值才有意义。

不管用哪一种方法表示的原子半径，其变化倾向基本是一致的。