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En chimie, le numéro atomique, noté Z, est le nombre de protons dans le noyau d'un atome. C'est un entier naturel. Les atomes se classent par rapport à leur numéro atomique.

Le noyau d'un atome est constitué de protons et de neutrons. Les protons et les neutrons sont des particules élémentaires. Les protons possèdent une charge électrique positive. Le nombre de protons détermine la charge électrique du noyau. Il détermine par ailleurs les propriétés de l'atome.

Autour du noyau tournent les électrons. Il y a le même nombre de protons que d'électrons dans un atome. Toutefois, les atomes tendent à perdre ou bien à gagner des électrons pour être plus stables (pour ressembler à un gaz rare). Comme les électrons n'existent pas tous seuls, l'atome doit donner ses électrons à un autre atome qui les acceptera ou vice-versa.

Des atomes peuvent avoir un nombre de neutrons différent mais le même nombre de protons. Deux atomes avec le même numéro atomique mais un nombre de neutrons différents sont des isotopes.

Les numéros atomiques de tous les atomes sont répertoriés dans le tableau périodique des éléments.