以獨立分子狀態存在的金屬原子簇。每個金屬原子簇含有三個或更多金屬原子相互成鍵，它們的分子結構往往是三角形面或其他幾何構型的多面體，骨架內幾乎是空穴，骨架上則被朝外的絡合於金屬原子的配位元體所包圍。
原子簇金屬化合物的骨架呈巢形或籠狀，例如碳硼烷就具有籠狀骨架。多核羰基金屬組成瞭許多多面體籠狀物（見羰基金屬），四聚的甲基鋰、七叔丁基異腈合四鎳都是四面體籠狀物，還有5個金屬原子的直至15個金屬原子的原子簇化合物。[>Ni6(CO)12]2-具有六邊形面，[Co6(CO)14]4-具有四邊形面，Rh6(CO)16具有三角形面。
原子族分子可以看作是微觀的金屬顆粒，外層被配位體化學吸附著，這些配位體是活動的。骨架的形狀和大小與原子簇的性能有關。原子簇金屬化合物具有選擇催化和活化小分子的性能，例如，某些烴基次甲基九羰基三鈷RCCo3(CO)9（R為烴基）能引發烯烴的聚合，另外一些這類原子簇則可作為氫化甲醛化催化劑。原子簇金屬化合物兼有均相催化劑和多相催化劑的某些優點，它比多相催化劑的選擇性高。自然界中的固氮酶的輔基公認是一種含鉬、鐵、硫的原子簇。
參考書目
B.F.C.Johnson，ed.，Transition Metal Clusters，John Wiley &Sons，New York，1980.