中間子原子とは、電子の一部または全部が負の電荷を持つ他の素粒子に置き換えられた異種原子である。中間子原子は、物質中の負に帯電した素粒子の減速中に生成される。中間子原子の寿命は非常に短く、それを構成する素粒子の寿命を超えることはありえない。
1つ以上の殻電子を負のミュー粒子で置き換えることで生成されるものはミュー中間子原子、同様にパイ中間子で置き換えられるものはパイ中間子原子と呼ばれる。