Um mol de qualquer substância contém 6,02214076 vezes 10 elevado a 23 partículas. Este número é o número de Avogadro, assim chamado em homenagem a Amedeo Avogadro, um cientista italiano que propôs em 1811 que volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm o mesmo número de moléculas. Não calculou o número pessoalmente. Isto ocorreu posteriormente, através de experiências realizadas por Jean Perrin e outros. Em 2019, o mol foi redefinido como sendo exatamente o número de Avogadro de entidades, fixando o valor.

O número é enorme. Um mol de água tem cerca de 18 mililitros, um pouco mais do que uma colher de sopa. Um mol de carbono tem 12 gramas. Um mol de ouro tem 197 gramas. O número é grande porque os átomos e as moléculas são minúsculos. É a ponte entre o mundo microscópico dos átomos e o mundo macroscópico dos gramas e dos litros. Os químicos utilizam-no para contar partículas, pesando-as.

O número de Avogadro aparece em diversos campos da química e da física. É utilizado para calcular a massa molar, a estequiometria das reações, os volumes de gases e as concentrações de soluções. Liga a lei dos gases ideais à teoria cinética dos gases. Aparece na definição da constante de Faraday e da constante de Boltzmann. É uma das constantes fundamentais da natureza.

O número não é arbitrário. Está definido de forma a que um mol de carbono-12 tenha uma massa de exatamente 12 gramas. Esta definição liga a escala de massa atómica à escala de massa macroscópica, tornando a química quantitativa.