El número atómico es la cantidad de protones en el núcleo de un átomo. Es la identificación de un elemento. El hidrógeno tiene un protón, por lo que su número atómico es 1. El helio tiene dos, por lo que su número atómico es 2. El carbono tiene seis. El oro tiene 79. La tabla periódica está organizada según el número atómico creciente. Este número suele escribirse como subíndice antes del símbolo del elemento.

El número atómico determina el elemento. Si se modifica el número de protones, se modifica el elemento. Si se añade un protón al nitrógeno, se obtiene oxígeno. Si se elimina un protón del oro, se obtiene platino. El número de neutrones puede variar sin que cambie el elemento, pero el número de protones no. Por eso, el número atómico es la propiedad fundamental de un elemento.

En un átomo neutro, el número de electrones es igual al número de protones. Por lo tanto, el número atómico también indica cuántos electrones tiene el átomo. Esto es importante porque los electrones determinan el comportamiento químico. Los elementos del mismo grupo de la tabla periódica tienen el mismo número de electrones de valencia, razón por la cual poseen propiedades similares. El número atómico vincula el núcleo con la nube electrónica.

El concepto fue desarrollado por Henry Moseley en 1913. Demostró que el número atómico, y no el peso atómico, determina la posición de un elemento en la tabla periódica. Su trabajo resolvió las inconsistencias de la tabla original de Mendeleev y dio lugar a la ley periódica moderna.