Atomların büyük ölçüde boş uzaydan oluşmasına rağmen, duvarlar gibi katı cisimlerin geçilmezliği, fiziğin temel prensipleriyle açıklanmaktadır. Bu durumun arkasındaki anahtar faktörler, elektron bulutları arasındaki elektromanyetik itme ve Pauli Dışlama İlkesi'dir.
Atomlar, merkezinde yoğun bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafında dönen negatif yüklü elektronlardan meydana gelir. İki atom birbirine yaklaştığında, elektronların bulunma olasılığı olan bölgeler olan elektron bulutları, aynı negatif yüke sahip oldukları için elektrostatik kuvvetler nedeniyle birbirlerini iterler. Bu itme, elektron bulutlarının önemli ölçüde çakışmasını engeller ve etkili bir bariyer oluşturur. Bu etki, iki mıknatısın aynı kutuplarını birbirine yaklaştırdığınızda oluşan itme kuvvetine benzetilebilir.
Bu geçilmezliği daha da güçlendiren bir diğer etken ise Pauli Dışlama İlkesi'dir. Bu kuantum mekaniksel ilke, aynı fermiyonların (elektronlar gibi) aynı anda aynı kuantum durumunda bulunamayacağını belirtir. Basitçe ifade etmek gerekirse, farklı atomlardaki elektronlar aynı anda aynı uzayda bulunamazlar. Bu ilke, atomların elektron kabuğu yapısını belirlemede ve elementlerin kimyasal özelliklerini anlamada kritik bir rol oynar.
Kuantum tünelleme adı verilen ve parçacıkların bariyerlerin içinden geçme olasılığını çok küçük bir ihtimalle de olsa barındıran bir olgu mevcuttur. Ancak, bir insan gibi çok sayıda atomdan oluşan bir varlığın bir duvarın içinden tünelleme olasılığı son derece düşüktür, bu da onu pratik olarak imkansız kılar.
Bilimsel araştırmalar, atomların yapısının ve bu temel kuvvetlerin, maddelerin makroskopik düzeyde neden katı ve geçilmez olduğunu anlamamızda kilit rol oynadığını göstermektedir. Elektron bulutlarının birbirini itmesi ve Pauli Dışlama İlkesi'nin atomların aynı uzayda bulunmasını engellemesi, günlük hayatta karşılaştığımız katı maddelerin özelliklerini belirler. Bu etkileşimler, evrenin dokusunu oluşturan ve maddelerin birbirine nüfuz etmesini engelleyen temel fiziksel gerçeklerdir.