Atominterferometri, (af gr. atomos 'udelelig' og lat. inter 'mellem, indbyrdes' og ferire 'støde, slå' og metri 'opmåling'), i fysikken en forsøgsmetode, hvori en atomstråle opspaltes og genforenes, hvorved der dannes et interferensmønster. Styringen af atomstrålen kan foretages med gitre eller med laserfelter. Metoden kan benyttes til studier af partiklers kvantemekaniske bølgeegenskaber, som er en forudsætning for dannelsen af interferens, og som tidligere er blevet benyttet i interferometre for neutroner og elektroner. Med atominterferometri kan selv svage atomfysiske effekter studeres, idet interferensmønsteret er følsomt over for forskelle i de opspaltede atomstrålers udvikling. Endvidere kan metoden anvendes teknologisk til præcise målinger af kræfter og rotationshastigheder eller til bestemmelse af elektromagnetiske felter.