Atom karbon memiliki enam proton dan enam neutron. Massanya sekitar 12 satuan massa atom. Tetapi tidak semua atom karbon sama. Karbon-12 memiliki enam neutron. Karbon-13 memiliki tujuh. Karbon-14 memiliki delapan. Ini adalah isotop, atom dari unsur yang sama dengan jumlah neutron yang berbeda. Massa atom adalah massa rata-rata tertimbang dari atom suatu unsur, dengan memperhitungkan kelimpahan setiap isotop.

Satuan massa atom didefinisikan sebagai seperduabelas massa atom karbon-12. Nilainya kira-kira 1,66 kali 10 pangkat minus 27 kilogram. Proton dan neutron masing-masing memiliki massa mendekati 1 amu. Elektron jauh lebih ringan, sekitar 1/1836 dari proton. Massa atom suatu unsur biasanya mendekati nomor massa isotopnya yang paling melimpah, tetapi tidak persis sama, karena adanya defek massa akibat energi ikat.

Massa atom penting dalam kimia. Massa atom digunakan untuk menghitung massa molar, yaitu massa satu mol suatu zat. Massa molar suatu unsur dalam gram per mol secara numerik sama dengan massa atomnya dalam amu. Hubungan tersebut memungkinkan konversi antara massa dan mol, yang sangat penting untuk stoikiometri.

Tabel periodik mencantumkan massa atom, biasanya dalam bentuk desimal. Angka desimal tersebut mencerminkan rata-rata tertimbang dari isotop. Klorin, misalnya, memiliki massa atom 35,45, karena merupakan campuran klorin-35 dan klorin-37.