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. 1 800 kertaa raskaampia kuin elektroni. Koska protoneilla ja neutroneilla on likimain 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:

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

Hiili-12-isotoopin massasta saadaan yhden atomimassan suuruus. Esimerkiksi vedyn isotoopin H-1 massa atomimassayksiköissä on n. 1,0078 u. Atomin massa atomimassayksiköissä on aina likimäärin 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.

Kilogrammoissa atomimassayksikkö eli dalton 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 runsauden mukaan. Fysiikan osuudessa on isotooppitaulukko, jossa on eri isotooppien atomimassat ja niiden suhteelliset osuudet.