Tabel periodik
Masing-masing unsur memiliki nomor atom unik yang menunjukkan jumlah proton dalam intinya. Sebagian besar unsur memiliki jumlah netron yang berbeda untuk atom yang berbeda. Hal semacam ini dikenal sebagai isotop. Sebagai contoh, karbon memiliki tiga isotop alami: semua atom tersebut memiliki enam proton dan sebagian besarnya memiliki enam netron juga, tetapi sekitar satu persen mempunyai tujuh netron, dan sebagian renik mempunyai delapan netron. Isotop tidak disajikan terpisah dalam tabel periodik. Mereka selalu dikelompokkan bersama sebagai unsur tunggal. Massa atom unsur yang tidak memiliki isotop stabil diambil dari isotop yang "paling stabil", dituliskan di dalam kurung.
Unsur kimia
Pada tahun 1913 fisikawan Inggris Henry Moseley menemukan bahwa muatan nuklir adalah basis fisika untuk nomor atom, lebih lanjut disempurnakan ketika sifat proton dan neutron diungkap, akhirnya mengarah pada definisi saat ini yaitu unsur berdasarkan nomor atom (jumlah proton per inti atom). Penggunaan nomor atom, bukan berat atom, untuk membedakan unsur memiliki nilai prediktif yang lebih besar (karena angka-angka ini adalah bilangan bulat), dan juga menyelesaikan beberapa ambiguitas dalam pandangan berbasis kimia karena berbagai sifat isotop dan alotrop dalam unsur yang sama. Saat ini, IUPAC mendefinisikan unsur dinyatakan ada jika memiliki isotop dengan umur lebih lama dari 10 detik yang dibutuhkan inti untuk membentuk awan elektron.