Az atomtömeg egy adott kémiai elem 1 darab alapállapotú atomjának (pontosabban izotópjának) a tömegét jelenti. Nem összekeverendő a relatív atomtömeggel, amely a kémiai elem atomjának átlagos tömege. Az elemek legtöbbjének vannak izotópjai, melyek atomtömegének előfordulási arány szerint súlyozott átlaga megadja a relatív atomtömeget. A mesterségesen előállított elemeknek általában csak egyetlen izotópja ismert, ezért azok relatív atomtömege egész szám. A relatív atomtömeget szokták még standard atomtömegnek is nevezni. A tömegszám egy másik gyakori fogalom, amivel össze szokás keverni az atomtömeget. A proton és a neutron tömege közötti különbségek, illetve az elektronok tömegének figyelembevétele miatt a tömegszám nem egyenlő se az atomtömeggel, se a relatív atomtömeggel.