As massas atômicas dos elementos geralmente não são números inteiros devido à existência de isótopos. Isótopos são formas diferentes do mesmo elemento que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons.

Por exemplo, o elemento carbono possui três isótopos que ocorrem naturalmente:carbono-12, carbono-13 e carbono-14. O carbono-12 tem seis prótons e seis nêutrons, o carbono-13 tem seis prótons e sete nêutrons e o carbono-14 tem seis prótons e oito nêutrons. A massa atómica do carbono não é um número inteiro porque é uma média ponderada das massas dos seus isótopos, tendo em conta as suas abundâncias relativas. No caso do carbono, a massa atômica é de aproximadamente 12,01 u.

Portanto, a média ponderada das massas isotópicas, tendo em conta as suas abundâncias relativas, resulta em massas atómicas não inteiras para a maioria dos elementos.