Les atomes d'un même élément qui ont des masses différentes sont appelés isotopes. Des masses différentes se produisent lorsqu'il y a un nombre différent de neutrons. Tous les atomes d'un élément particulier ont le même nombre de protons.
Pour identifier les différents isotopes d'un élément, le symbole de l'élément est écrit suivi du nombre de neutrons. Par exemple, deux isotopes courants de l'uranium s'écrivent U-236 et U-238.
Un atome a généralement le même nombre de neutrons et d'électrons que le nombre de protons. Lorsqu'un atome a un nombre différent d'électrons, la charge électrique de l'atome devient soit positive, si moins d'électrons sont présents, soit négative, si des électrons supplémentaires sont présents. Les atomes avec une charge positive ou négative sont appelés ions. Lorsqu'un atome a un nombre différent de neutrons, parce que les neutrons n'ont pas de charge électrique, la charge électrique de l'atome n'est pas affectée. Cependant, les isotopes ont un poids atomique différent.
Sur le tableau périodique, le poids atomique, ou masse atomique, est donné pour chaque élément. Le nombre n'est pas un nombre entier, car il reflète l'abondance naturelle des isotopes d'un élément. Par exemple, la masse atomique de l'hydrogène est de 4,003. Dans les calculs chimiques, la masse atomique est utilisée en supposant qu'un échantillon de l'élément comprend la gamme naturelle des isotopes de l'élément.