400px|droite Le numéro atomique (Z) représente, en chimie et en physique, le nombre de protons d'un atome. Ce dernier peut être schématisé, en première approche, par une agglomération compacte (noyau atomique) de protons (p+) et de neutrons (n), autour de laquelle circulent des électrons (e−). Dans un atome de charge électrique neutre, le nombre d'électrons est égal au numéro atomique. Comme les protons sont les seuls éléments du noyau avec une charge, le nombre de protons est égal au nombre d'électrons. À l'origine, ce numéro déterminait la position d'un élément chimique dans le tableau périodique. Quand Dmitri Mendeleïev ordonna les corps chimiques connus en fonction de leurs propriétés, il s'aperçut que le classement dans l'ordre strict de masse atomique pouvait conduire à des situations illogiques : par exemple, l'iode et le tellure doivent être inversés par rapport à leur masse atomique. Ce classement selon les propriétés chimiques détermine le numéro atomique et transmissible tout de suite, approximativement proportionnel à la masse de l'atome, mais comme le prouvent les quelques inversions relevées, représentatif d'autres propriétés que la masse. Dans l'écriture , A est le nombre de masse : il représente la somme du nombre de protons et du nombre de neutrons, A est donc le nombre de nucléons ; Z est le numéro atomique : il correspond au nombre de protons ; X est le symbole de l'élément. Ces anomalies entre les classements par numéro atomique et par masse atomique ont été finalement expliquées par les travaux d'Henry Moseley en 1913, qui a mis en évidence une corrélation stricte entre le spectre de diffraction des rayons X des éléments et leur emplacement dans le tableau périodique. Il a été montré par la suite que le numéro atomique correspond à la charge électrique du noyau (c’est-à-dire à son nombre de protons). C'est bien la charge qui détermine les propriétés d'un élément, et non sa masse.