X : kí hiệu của nguyên tố
Z : số hiệu nguyên tử
A : số khối A = Z + N

Tổng của nguyên tử Z và số nơtron N, cho 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 nơtron 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. Trong lịch sử, chính các khối lượng nguyên tử của các nguyên tố (so với hydro) là đại lượng có thể đo được của các nhà hóa học trong thế kỷ 19.

Ký hiệu Z thông thường xuất phát từ tiếng Đức Zahl có nghĩa là số, trước khi tổng hợp các ý tưởng hiện đại từ hóa học và vật lý, chỉ biểu thị vị trí số của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thứ tự xấp xỉ, nhưng không hoàn toàn, phù hợp với thứ tự của các nguyên tố theo trọng lượng nguyên tử. Chỉ sau năm 1915, với gợi ý và bằng chứng cho thấy số Z này cũng là điện tích hạt nhân và đặc tính vật lý của các nguyên tử, đã tạo ra từ tiếng Đức cho số nguyên tử Atomzahl được sử dụng phổ biến trong bối cảnh này.