Le masse atomiche degli elementi solitamente non sono numeri interi a causa dell'esistenza degli isotopi. Gli isotopi sono forme diverse dello stesso elemento che hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni.

Ad esempio, l'elemento carbonio ha tre isotopi presenti in natura:carbonio-12, carbonio-13 e carbonio-14. Il carbonio-12 ha sei protoni e sei neutroni, il carbonio-13 ha sei protoni e sette neutroni e il carbonio-14 ha sei protoni e otto neutroni. La massa atomica del carbonio non è un numero intero perché è una media ponderata delle masse dei suoi isotopi, tenendo conto delle loro abbondanze relative. Nel caso del carbonio, la massa atomica è di circa 12,01 amu.

Pertanto, la media ponderata delle masse isotopiche, tenendo conto delle loro abbondanze relative, risulta in masse atomiche non intere per la maggior parte degli elementi.