Makroskooppisen kappaleen massa on suoraan verrannollinen kappaleen muodostavien atomien tai molekyylien lukumäärään N. Suurin osa atomin massasta on sen ytimessä, sillä protonit ja neutronit ovat n. 1800 kertaa raskaampia kuin elektroni. Koska protoneilla ja neutroneilla on suunnilleen sama massa, atomin massa on suunnilleen niiden yhteismäärä (massaluku) kerrottuna yksittäisen protonin tai neutronin massalla. Tätä ajatusta käyttäen on määritelty atomimassayksikkö u siten, että hiilen C-12 -isotoopin massaksi on määritelty tasan 12 u:

[[$ \quad m(^{12}\text{C})=12 \ \text{u} $]]​

Kaikkien muiden atomien massa atomimassayksiköinä on määritelty tämän avulla. Esimerkiksi vedyn isotoopin H-1 massa atomimassayksiköissä on n. 1,0078 u. Atomin massa atomimassayksiköissä on aina likimaarin sama kuin atomin massaluku, ja useissa tilanteissa tämä tarkkuus riittää. Ero johtuu mm. elektronien massasta ja protonin ja neutronin massojen pienestä erosta. Molekyylien atomimassa on molekyylin muodostavien atomien atomimassojen summa.

Muunnettuna kilogrammoiksi atomimassayksikkö on [[$1\text{ u}=1,6605402\cdot 10^{-27}\text{ kg}$]]. Atomimassayksikkö on kätevä juuri siksi, että atomiydinten massat ovat hyvin pieniä.

Huomaa, että taulukkokirjan kemian osuudessa esitetään keskimääräiset atomimassat eri alkuaineille luonnossa esiintyvien isotooppien runsauksien mukaan. Fysiikan osuudessa on isotooppitaulukko, jossa on eri isotooppien atomimassat ja niiden suhteelliset osuudet.