La masse attribuée à un atome de carbone 12 dans le système de masse atomique relative est 12. La masse atomique pour les autres atomes est alors dérivée comme un rapport de 1/12 de la masse atomique de carbone-12. Le système de masse atomique relative est moins lourd que de baser des calculs sur la masse réelle d'un atome, qui, dans le cas d'un atome de carbone 12, est d'environ 1,993x10-26 kg.
Une seule unité de masse atomique relative, également appelée unité de masse atomique ou amu, représente environ 1,661 x 10-27 kg, soit 1/12 de la masse d'un atome de carbone 12. Puisqu'il y a 6 protons et 6 neutrons dans un atome de carbone, cette masse est également représentative de la masse de 1 proton ou 1 neutron. En utilisant ce système, la masse atomique relative de l'oxygène, qui contient 8 protons et 8 neutrons, est commodément représentée par 16 plutôt que par sa masse individuelle d'environ 2,657x10-26 kg.
