Nguyên tử khối (ma) là khối lượng của một nguyên tử. Đơn vị của nó là đơn vị khối lượng nguyên tử (u) hay đơn vị cacbon (đvC) được quy ước là 1 đơn vị cacbon thì bằng 1⁄12 khối lượng một nguyên tử cacbon-12, ở trạng thái nghỉ.[1] Với nguyên tử, proton và neutron của hạt nhân chiếm hầu hết khối lượng, và nguyên tử khối tính bằng u có giá trị gần bằng số khối của nguyên tử đó.Khi chia nguyên tử khối cho đơn vị, hay dalton (Da), để tạo thành một tỉ số, nguyên tử khối trở thành một đại lượng không thứ nguyên gọi là khối lượng đồng vị tương đối (xem phần dưới). Vì thế khối lượng của một nguyên tử cacbon-12 là 12 u (hay 12 Da), nhưng khối lượng đồng vị tương đối của một nguyên tử cacbon-12 chỉ là 12.Nguyên tử khối hay khối lượng đồng vị tương đối chỉ khối lượng của một hạt duy nhất, vì thế nên bị ràng buộc bởi đồng vị nhất định của một nguyên tố. Đại lượng không thứ nguyên khối lượng nguyên tử chuẩn chỉ giá trị trung bình của các giá trị nguyên tử khối của những đồng vị hay gặp trong tự nhiên trong một mẫu nguyên tố. Do đó, giá trị của nguyên tử khối thường có nhiều chữ số có nghĩa hơn khối lượng nguyên tử chuẩn. Khối lượng nguyên tử chuẩn liên quan đến nguyên tử khối qua sự phổ biến của các đồng vị trong một nguyên tố. Giá trị của nó thường xấp xỉ nguyên tử khối của đồng vị phổ biến nhất, chứ không phải là vì sự khác biệt khi làm tròn.Nguyên tử khối của nguyên tử, ion, hay hạt nhân nguyên tử nhỏ hơn một chút so với tổng khối lượng của các proton, neutron và electron cấu thành nên nó, do có sự mất mát khối lượng từ năng lượng liên kết (do E = mc2).[2]