Atomnumret är antalet protoner i en atomkärna. Det är identitetsbeviset för ett grundämne. Väte har en proton, så dess atomnummer är 1. Helium har två, så dess atomnummer är 2. Kol har sex. Guld har 79. Periodiska systemet är ordnat efter ökande atomnummer. Numret skrivs vanligtvis som en nedsänkt skrift före grundämnets symbol.

Atomnumret avgör grundämnet. Ändra antalet protoner, så ändrar du grundämnet. Lägg till en proton till kväve, så får du syre. Ta bort en proton från guld, så får du platina. Antalet neutroner kan variera utan att ändra grundämnet, men antalet protoner kan inte. Det är därför atomnumret är den grundläggande egenskapen hos ett grundämne.

I en neutral atom är antalet elektroner lika med antalet protoner. Atomnumret berättar därför också hur många elektroner atomen har. Det spelar roll eftersom elektroner avgör kemiskt beteende. Grundämnen i samma grupp i det periodiska systemet har samma antal valenselektroner, vilket är anledningen till att de har liknande egenskaper. Atomnumret länkar kärnan till elektronmolnet.

Konceptet utvecklades av Henry Moseley år 1913. Han visade att atomnumret, inte atomvikten, avgör ett grundämnes position i det periodiska systemet. Hans arbete löste inkonsekvenser i Mendelejevs ursprungliga system och ledde till den moderna periodiska lagen.