Numărul de masă al unui atom specifică numărul de particule din nucleu. Este suma numărului de protoni și neutroni. În scrierea științifică, numărul de masă este de obicei situat în partea stângă sus a simbolului unui atom. Când este dat împreună cu numărul atomic sau numărul de protoni, numărul de masă indică elementul și izotopul unui atom.
Un atom este format din protoni, neutroni și electroni. Atât protonii, cât și neutronii sunt localizați în nucleul unui atom și au mase de aproximativ 1,800 de ori mai mari decât electronii mai mobili. Protonii și electronii au sarcini electrice opuse; pentru ca un atom să fie neutru din punct de vedere electric, numărul de protoni trebuie să fie egal cu numărul de electroni. Neutronii nu au sarcină electrică.
Numărul de protoni dintr-un nucleu atomic determină ce element este atomul. Un atom cu opt protoni este un atom de oxigen, de exemplu. Numărul de neutroni dintr-un atom poate varia însă oarecum și rămâne același element; aceste soiuri se numesc izotopi. Un atom de oxigen poate conține opt, nouă sau 10 neutroni și poate fi încă stabil. Adunând numărul de protoni și neutroni împreună se obține numărul de masă.
O convenție este folosită în mod obișnuit pentru a reprezenta în scris informații despre atomi. Simbolul unui atom de pe tabelul periodic indică numărul atomic. Numărul de masă este situat în poziția superscriptă din stânga simbolului atomului. O sarcină electrică netă, dacă este prezentă, este scrisă în poziția superscript din dreapta. Aceste trei informații dezvăluie numărul total de protoni, neutroni și, respectiv, electroni.
Existența diferiților izotopi este rezultatul dezintegrarii radioactive. Una dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii, forța nucleară slabă, face ca atomii să elibereze energie fără niciun contact cu altă materie. În dezintegrarea alfa, doi protoni și doi neutroni scapă complet de un atom. În dezintegrarea beta, un neutron se poate transforma într-un proton. În acest caz, numărul de masă va rămâne același, dar numărul atomic va crește cu unu.
Este important să distingem numărul de masă de masa atomică. Numărul de masă este întotdeauna un număr întreg fără unități asociate. Masa atomică este o măsură a masei unui atom și trebuie să aibă unități de masă. În timp ce orice unitate pentru masă este valabilă, cea mai comună unitate folosită pentru masa atomică este unitatea de masă atomică. O unitate de masă atomică este egală cu 1.66 x 10-24 grame.