Logisk atomisme er den filosofiske oppfatningen at virkeligheten består av minstedeler (fakta, kjensgjerninger) som kan gjengis i språket.

Logisk atomisme er dermed en teori om forholdet mellom språk og virkelighet, og om de logiske vilkår for et språk, som kan uttrykke sanne beskrivelser av virkeligheten. Et slikt språk forutsetter strukturlikhet mellom seg og verden, og en éntydig tilordning mellom sine og verdens elementære bestanddeler. Hvis verden er oppbygd av «atomære fakta», må språket inneholde «logiske atomer», det vil si setninger som uttrykker de atomære fakta(elementærsetninger), samt logiske relasjoner som tilordnes tilsvarende konstante relasjoner i virkeligheten.

Bertrand Russell hevdet rundt 1920 at en bestemt setnings sannhet derfor bare er avhengig av om det tilsvarende forhold foreligger, til forskjell fra for eksempelHegel, som hevdet at man ikke kan erkjenne en kjensgjerning på tilfredsstillende måte så lenge man betrakter den alene.

Logisk atomisme, som ble forsvart av Russell i en periode av hans forfatterskap og drøftet avLudvig Wittgenstein iTractatus Logico-Philosophicus(1922), har kanskje vært mest innflytelsesrik ved den diskusjon den skapte. Wittgenstein selv var en av de første til å kritisere den, og forlot den allerede tidlig i 1930-årene.