Số hiệu nguyên tử cho biết số proton có trong hạt nhân của nguyên tử, được dùng để xác định duy nhất nguyên tử, cũng như các tính chất hóa học của nó. Số nguyên tử được biểu thị bằng phổ ký hiệu "Z."
Nguyên tử là đơn vị cơ bản nhỏ nhất giữ nguyên các đặc tính của nguyên tố hóa học. Nó được cấu tạo bởi ba hạt hạ nguyên tử sơ cấp gọi là proton, electron và neutron. Một loại nguyên tử cụ thể được gọi là "nuclide" được biểu diễn trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, trong đó mỗi nuclide được ký hiệu bằng ký hiệu nguyên tử (E), số hiệu nguyên tử (Z) và số khối (A). Số nguyên tử thường được viết dưới dạng chỉ số dưới ở phía dưới bên trái của biểu tượng, trong khi số khối lượng được viết dưới dạng chỉ số trên ở phía trên bên trái. Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn được sắp xếp theo số nguyên tử tăng dần từ trái sang phải.
Số hiệu nguyên tử được cố định cho tất cả các nguyên tử của một nguyên tố. Trong một nguyên tử trung hòa, số hiệu nguyên tử cũng xác định số lượng electron. Khi nguyên tử trở nên nhiễm điện bằng cách tăng hoặc mất electron, số hiệu nguyên tử không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, số khối, dùng để chỉ tổng số proton và neutron có trong hạt nhân, có thể khác nhau giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố. Một dạng nguyên tử được gọi là đồng vị có thể chứa cùng số proton nhưng khác số neutron.