Gli atomi dello stesso elemento che hanno diverse masse sono chiamati isotopi. Diverse masse si ottengono quando ci sono diversi numeri di neutroni. Tutti gli atomi di un particolare elemento hanno lo stesso numero di protoni.
Per identificare i diversi isotopi di un elemento, viene scritto il simbolo dell'elemento seguito dal numero di neutroni. Ad esempio, due isotopi comuni dell'uranio sono scritti come U-236 e U-238.
Un atomo ha tipicamente lo stesso numero di neutroni ed elettroni del numero di protoni. Quando un atomo ha un diverso numero di elettroni, la carica elettrica dell'atomo diventa positiva, se sono presenti meno elettroni, o negativa, se sono presenti elettroni supplementari. Gli atomi con carica positiva o negativa sono chiamati ioni. Quando un atomo ha un diverso numero di neutroni, poiché i neutroni non hanno carica elettrica, la carica elettrica dell'atomo non viene influenzata. Gli isotopi hanno un diverso peso atomico, però.
Sulla tavola periodica, il peso atomico, o massa atomica, è dato per ogni elemento. Il numero non è un numero intero, poiché riflette la naturale abbondanza di isotopi di un elemento. Ad esempio, la massa atomica dell'idrogeno è 4.003. Nei calcoli di chimica, la massa atomica viene utilizzata supponendo che un campione dell'elemento includa l'intervallo naturale degli isotopi per l'elemento.