陽子、中性子からなる原子核と、電子からなる。このうち、原子の性質を決めるのが陽子の数である。同じ原子であっても、中性子が異なる(質量数が異なる)ものを、同位体という。全ての同位体をまとめ、同じ原子番号の原子を一纏めにして元素という。同位体の数を種類とすると、原子番号50番の錫は安定同位体だけで十種類ある。中性子数が違っても物質としての化学的性質は大きくは変わらないため、これらは一つの元素としてまとめられる。元素の周期表と呼ばれるものがある。水素が1、ヘリウムが2、と書かれるのは陽子の数つまり「原子番号」であるが、水素をH、ヘリウムをHeと書くのは「元素記号」である。2次元の表として描かれた周期表は、「元素の周期表」であり、「原子の周期表」ではないのである。天然に産する中では原子番号が最大とされるウランよりも原子番号が大きい元素を超ウラン元素という。その原子番号には上限があり、様々な説が出されている。リチャード・P・ファインマンによれば137番元素が限度で、138番以上ではボーアの原子模型で1s電子の速度が光速を超え、ディラック方程式での基底状態のエネルギーが虚数になってしまう、とする。他に、174番元素以上では1s軌道の電子の束縛エネルギーが電子‐陽電子の対生成に必要なエネルギーを超えてしまい、電子殻が成立しなくなるとする説が存在する。このように、様々な理由により、原子番号には上限が存在する。ファインマンの説で最大となる原子番号137のウントリセプチウムは、まだ発見されていないが俗にファインマニウム(Feynmanium)、元素記号Fyとして呼ばれている。