原子的质量很小，通常使用相对质量计算更方便。1960年国际物理和化学会议决定：以一个¹²C原子质量的1/12作为微观粒子质量的基本单位：克。用原子质量单位表示的原子质量的数值就是原子量，，即某原子的原子量是它的质量除以¹²C质量的1/12。因此就是原子的相对质量，不是很小的数，没有单位，如¹²C原子的，¹H原子的，克。

结合摩尔和原子量的定义，得到1摩尔原子系统具有克质量，它又含有个原子，因此以克为单位的一个原子的质量也可以表示为克。

各种原子的质量已精确地测出，周期表列出的是原子量。例如，¹³C原子的，它的质量克，它含有6个质子和7个中子，此值除以13就与相近。

原子的质量应等于组成它的所有电子、质子和中子的质量之和再减去它们的结合能。实际上电子质量比质子质量小三个量级，电子和核子的结合能也远小于它们本身，因此原子的质量近似等于组成它的所有质子和中子的质量之和。由于质子和中子的质量都近于，使原子量都接近整数，实际上这个整数就是核子数。这里核子数和原子量虽然用了相同符号，但意义和数值不同，一个是整数，另一个不是整数，但接近它。选择¹²C原子作标准正是为了使各种原子的原子量都接近整数。天然化学元素常含有多种同位素，它的原子量是其各种同位素原子量的加权平均值。如天然碳元素主要含¹²C，但还有约1.11%的¹³C，因而碳元素的原子量为12.0111。