Atom numarası, bir atomun çekirdeğindeki proton sayısıdır. Bir elementin kimlik kartıdır. Hidrojenin bir protonu vardır, bu nedenle atom numarası 1'dir. Helyumun iki protonu vardır, bu nedenle atom numarası 2'dir. Karbonun altı protonu vardır. Altının ise 79 protonu vardır. Periyodik tablo, artan atom numarası sırasına göre düzenlenmiştir. Sayı genellikle element sembolünün önüne alt simge olarak yazılır.

Atom numarası elementi belirler. Proton sayısını değiştirirseniz, elementi de değiştirirsiniz. Azota bir proton eklerseniz oksijen elde edersiniz. Altından bir proton çıkarırsanız platin elde edersiniz. Nötron sayısı elementi değiştirmeden değişebilir, ancak proton sayısı değişemez. Bu nedenle atom numarası bir elementin temel özelliğidir.

Nötr bir atomda elektron sayısı proton sayısına eşittir. Bu nedenle atom numarası, atomun kaç elektronu olduğunu da gösterir. Bu önemlidir çünkü elektronlar kimyasal davranışı belirler. Periyodik tablonun aynı grubundaki elementler aynı sayıda değerlik elektronuna sahiptir, bu nedenle benzer özelliklere sahiptirler. Atom numarası, çekirdeği elektron bulutuna bağlar.

Bu kavram 1913 yılında Henry Moseley tarafından geliştirilmiştir. Moseley, bir elementin periyodik tablodaki konumunu belirleyenin atom ağırlığı değil, atom numarası olduğunu göstermiştir. Çalışması, Mendeleev'in orijinal tablosundaki tutarsızlıkları gidermiş ve modern periyodik yasaya yol açmıştır.