モル質量
m ̄ a ( E ) = ∑ i x ( i E ) m a ( i E ) {\displaystyle {\overline {m}}_{\text{a}}(\mathrm {E} )=\sum _{i}x(^{i}{\text{E}})m_{\text{a}}(^{i}{\text{E}})}
ここで、x(E) は同位体 E のモル分率である。同位体の存在比は試料ごとに異なるが、多くの場合これを天然存在比に等しいものとして ma を計算しても、十分に正確である。例えば銅の同位体の天然存在比は
x(Cu) = 0.6915(15)
x(Cu) = 0.3085(15)
である。( )内は下の桁の数値の不確かさであり、試料により同位体存在比がこの程度違うことを示している。天然存在比を使って計算すると、銅原子の平均質量は ma(Cu) = 63.546(3) u となる。この平均質量の相対不確かさは 5×10 であり、同位体の原子質量の不確かさよりもずっと大きいが、通常の目的には十分な精度がある。より正確な平均質量が必要なときには、質量分析法で試料の同位体存在比が測定される。
元素 E の原子量 Ar(E) は、原子 E のモル質量 M(E) をモル質量定数 Mu で割ったものとして定義される。これは、原子 E の平均質量 ma(E) を原子質量定数 mu で割ったものに等しい。
A r ( E ) = M ( E ) M u = m ̄ a ( E ) m u {\displaystyle A_{\text{r}}(\mathrm {E} )={\frac {M(\mathrm {E} )}{M_{\text{u}}}}={\frac {{\overline {m}}_{\text{a}}(\mathrm {E} )}{m_{\text{u}}}}}
原子量 Ar(E) は単位を付けない(単位が1の)無次元量である。原子量に単位 g/mol をつけたもの(正確には、モル質量定数 Mu を乗じたもの)は、モル質量に等しい。原子量に単位 Da または u をつけたもの(正確には、原子質量定数 mu を乗じたもの)は、原子1個分の質量、すなわち原子の平均質量に等しい。
定義から明らかなように、原子量 Ar(E) と原子のモル質量 M(E) は実質的に同じものである。この二つの量はいつでも、モル質量定数の乗除により互いに換算できる。