العدد الذري هو عدد البروتونات في نواة الذرة، وهو بمثابة بطاقة تعريف العنصر. يحتوي الهيدروجين على بروتون واحد، لذا فإن عدده الذري هو 1. يحتوي الهيليوم على بروتونين، لذا فإن عدده الذري هو 2. يحتوي الكربون على ستة بروتونات. أما الذهب فله 79. يُرتب الجدول الدوري وفقًا لتزايد العدد الذري، وعادةً ما يُكتب هذا العدد كرقم سفلي قبل رمز العنصر.

يُحدد العدد الذري العنصر. بتغيير عدد البروتونات، يتغير العنصر. بإضافة بروتون إلى النيتروجين، نحصل على الأكسجين. بإزالة بروتون من الذهب، نحصل على البلاتين. يمكن أن يتغير عدد النيوترونات دون تغيير العنصر، لكن عدد البروتونات لا يتغير. لهذا السبب يُعد العدد الذري الخاصية الأساسية للعنصر.

في الذرة المتعادلة، يتساوى عدد الإلكترونات مع عدد البروتونات. لذا، يُشير العدد الذري أيضًا إلى عدد الإلكترونات في الذرة. وهذا مهم لأن الإلكترونات تُحدد السلوك الكيميائي. العناصر في المجموعة نفسها من الجدول الدوري لها العدد نفسه من إلكترونات التكافؤ، ولهذا السبب تتشابه خصائصها. يربط العدد الذري النواة بالسحابة الإلكترونية.

طُوّر هذا المفهوم على يد هنري موزلي عام 1913. وقد بيّن أن العدد الذري، وليس الوزن الذري، هو الذي يحدد موقع العنصر في الجدول الدوري. وقد ساهم عمله في حلّ التناقضات في جدول مندليف الأصلي، وأدى إلى القانون الدوري الحديث.