Atomer med samme atomnummer har en lang rekke fysiske egenskaper til felles, og oppviser tilnærmet like kjemiske egenskaper. Derfor klassifiserer man alle atomer med samme antall protoner i kjernen og dermed samme atomnummer som samme grunnstoff. For eksempel vil alle atomer med seks protoner i kjernen ( = 6) klassifiseres som karbon.