O número atômico de um elemento é baseado no número de prótons em seu núcleo porque:

* Protons definem o elemento: O número de prótons no núcleo de um átomo determina a identidade do elemento. Todo átomo de um determinado elemento sempre terá o mesmo número de prótons. Por exemplo, todos os átomos de carbono têm 6 prótons, todos os átomos de oxigênio têm 8 prótons e assim por diante.
* Os nêutrons podem variar: Ao contrário dos prótons, o número de nêutrons em um átomo pode variar. Essas variações criam isótopos do mesmo elemento. Por exemplo, carbono-12 e carbono-14 são isótopos de carbono, mas têm 6 e 8 nêutrons, respectivamente.
* Protons de equilíbrio de elétrons: O número de elétrons em um átomo neutro é igual ao número de prótons. Os elétrons determinam as propriedades químicas do átomo e como ele interage com outros átomos, mas não são fundamentais para a definição do próprio elemento.

Portanto, o número de prótons, que permanece constante para um determinado elemento, é o indicador mais confiável de sua identidade. É por isso que o número atômico, representando o número de prótons, é usado para organizar a tabela periódica e classificar elementos.