Số nguyên tử hoặc số proton, số hiệu nguyên tử (ký hiệu Z) của một nguyên tố hóa học là số proton được tìm thấy trong hạt nhân của một nguyên tử. Nó giống hệt với số điện tích của hạt nhân. Số nguyên tử xác định duy nhất một nguyên tố hóa học. Trong một nguyên tử không tích điện, số nguyên tử cũng bằng số electron.

Tổng của nguyên tử Z và số neutron N bằng số khối A của một nguyên tử. Vì các proton và neutron có cùng khối lượng (và khối lượng của các electron không đáng kể cho nhiều mục đích) và sự mất khối lượng của liên kết nucleon luôn nhỏ so với khối lượng nucleon, khối lượng nguyên tử của bất kỳ nguyên tử nào, khi được biểu thị bằng nguyên tử hợp nhất đơn vị khối lượng (tạo ra một đại lượng gọi là " khối lượng đồng vị tương đối "), nằm trong khoảng 1% của toàn bộ số A.

Các nguyên tử có cùng số nguyên tử Z nhưng số neutron N khác nhau và do đó khối lượng nguyên tử khác nhau được gọi là các đồng vị. Hơn một phần ba các nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên tồn tại dưới dạng hỗn hợp các đồng vị (xem các nguyên tố đơn đồng vị) và khối lượng đồng vị trung bình của hỗn hợp đồng vị cho một nguyên tố (gọi là khối lượng nguyên tử tương đối) trong một môi trường xác định trên Trái Đất, sẽ xác định khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn của nguyên tố.