המספר האטומי של יסוד כימי הוא המספר של פרוטונים בגרעין האטום של אלמנט. זהו מספר המטען של הגרעין שכן נויטרונים אינם נושאים מטען חשמלי נטו. המספר האטומי קובע את זהותו של יסוד ורבים מתכונותיו הכימיות. הטבלה המחזורית המודרנית מסודרת על ידי הגדלת המספר האטומי.
ה מספר אטומי של מימן הוא 1; המספר האטומי של פחמן הוא 6, והמספר האטומי של הכסף הוא 47: כל אטום עם 47 פרוטונים הוא אטום של כסף. שינוי מספר הנויטרונים באלמנט משנה את האיזוטופים שלו תוך שינוי מספר האלקטרונים הופך אותו ליון.
ידוע גם כ: המספר האטומי ידוע גם כמספר הפרוטון. יתכן שהוא מיוצג על ידי אות ההון ז. השימוש באותיות גדולות Z מגיע מהמילה הגרמנית אטומזל, שפירושה "מספר אטומי". לפני בשנת 1915 שימשה המילה זאהל (מספר) לתיאור עמדתו של גורם לגבי התקופתיות שולחן.
הסיבה שהמספר האטומי קובע את התכונות הכימיות של יסוד היא שמספר הפרוטונים קובע גם את מספר האלקטרונים באטום ניטרלי חשמלי. זה, בתורו, מגדיר את תצורת האלקטרונים של האטום ואת אופי קליפתו החיצונית ביותר או הערכית. התנהגות מעטפת הערכיות קובעת עד כמה קל אטום יוצר קשרים כימיים וישתתף בתגובות כימיות.
בזמן כתיבת שורות אלה זוהו אלמנטים עם מספרים אטומיים 1 עד 118. מדענים בדרך כלל מדברים על גילוי אלמנטים חדשים עם מספר אטומי גבוה יותר. יש חוקרים הסבורים כי ייתכן שיש "אי היציבות, "שם התצורה של פרוטונים וניוטרונים של אטומי על-יתר יהיה פחות חשוף לדעיכה הרדיואקטיבית המהירה שנראית אצל יסודות כבדים ידועים.