Atom
Berdasarkan definisi, dua atom dengan jumlah "proton" yang identik dalam intinya termasuk ke dalam unsur kimia yang sama. Atom dengan jumlah proton sama namun dengan jumlah "neutron" berbeda adalah dua isotop berbeda dari satu unsur yang sama. Sebagai contohnya, semua hidrogen memiliki satu proton, namun terdapat satu isotop hidrogen yang tidak memiliki neutron (hidrogen-1), satu isotop yang memiliki satu neutron (deuterium), dua neutron (tritium), dll. Hidrogen-1 adalah bentuk isotop hidrogen yang paling umum. Kadang-kadang ia disebut sebagai protium. Semua isotop unsur yang bernomor atom lebih besar daripada 82 bersifat radioaktif.
Unsur kimia
Hanya sekitar 4% dari total massa alam semesta yang terbuat dari atom atau ion, dan hanya itu pula yang diwakili oleh unsur-unsur kimia. Fraksi ini sekitar 15% dari total materi, dengan sisa materi (85%) adalah materi gelap. Sifat materi gelap tidak diketahui, tetapi tidak terdiri dari atom-atom unsur kimia karena tidak mengandung proton, neutron, atau elektron. (Bagian non-materi yang tersisa dari massa alam semesta tersusun atas energi gelap yang lebih misterius).