Protože počítat se skutečnými hmotnostmi atomů by bylo velmi nepohodlné (např. atom vodíku má klidovou hmotnost 1,67348*10-27 kg) byly zavedeny relativní atomové hmotnosti. Pro jejich výpočet je základem atomová hmotnostní konstanta, která definuje 1/12 skutečné hmotnosti nuklidu uhlíku 12C.
mu = 1,66057 * 10-27 kg
Relativní atomová hmotnost (Ar) kteréhokoliv prvku je definována jako poměr skutečné hmotnosti atomu k atomové hmotnostní konstanté mu
Ar = relativní atomová hmotnost prvku X
ma = skutečná hmotnost atomu X
mu = atomová hmotnostní konstanta
Relativní atomová hmotnost je bezrozměrné číslo, tudíž se u něho nepoužívají žádné jednotky. Toto číslo vyjadřuje, kolikrát je atom prvku X těžší než 1/12 hmotnosti atomu nuklidu uhlíku 12C a nachází se u každého prvku v periodické soustavě prvků. Číselně je relativní atomová hmotnost rovna molární hmotnosti vyjádřené v gramech. Zjištěné relativní atomové hmotnosti se dále používají k výpočtu hmotnosti atomu X (neboli výpočtu ma) pomocí tohoto vzorce:
Výsledek, tedy ma , již samozřejmě není bezrozměrné číslo, nýbrž hmotnost atomu prvku X v kilogramech.