原子性（atomicity）
atomic（原子的）一詞源自希臘文「不可切割」。一個原子操作是指：在所有其他執行緒看來，它要嘛還完全沒發生、要嘛已經徹底完成——不存在任何別人能觀察到的「中途狀態」。想像撥動電燈開關：從房間另一頭看過來，燈不是亮就是暗，沒有人會看到它「撥到一半」。如果 count = count + 1 是原子的，其他執行緒就絕不可能擠進讀取與寫回之間，那麼競爭條件根本不可能發生。
麻煩在於：你在原始碼裡寫的東西，預設幾乎沒有一樣是原子的。像 count++ 這樣的一行，會編譯成好幾條機器指令（讀取、相加、寫回），而 CPU 可能在其中任何兩步之間被中斷，或另一顆核心同時在跑。即使是單一條機器指令，跨核心時也不保證原子，除非硬體特別承諾。所以「原子」是我們必須刻意取得的性質：藉由使用處理器保證以一個不可分割步驟執行的硬體指令（例如測試並設定或比較並交換），或把一段區域包進一把鎖裡——這樣雖然裡面各步驟本身並不原子，整段區域卻表現得彷彿是原子的：在它完成之前其他執行緒都被擋在外面。
原子性是整個同步機制底層的根本概念。競爭條件正是共用資料上原子性的失效；互斥是讓一段多步驟區域變得「實質原子」的技術；而一條原子硬體指令，則是建造鎖與無鎖資料結構所用的、最小的不可分割積木。每當你推理並行正確性時，第一個問題永遠是：這裡哪些操作真的是原子的，哪些只是看起來像原子？
許多語言提供「原子整數」，其累加保證不可分割。把普通的 count++ 換成原子的 fetch_add，就能讓「兩條執行緒計數」的錯誤消失：每一次累加都把讀取、相加、寫回融合成一個不可被打斷的步驟，因此沒有任何更新會被丟失。
原子 = 沒有可被觀察的中途狀態；別人看到的只有「全部完成」或「尚未開始」。
讀寫單一對齊字組往往（但並非普遍）是原子的，切勿想當然耳。而且就算是一次原子寫入，也完全不保證它相對於其他變數的順序——那是另一回事（記憶體順序）。