Το μέγεθος των ατόμων και των μορίων είναι ασύλληπτα μικρό και καθίσταται αδύνατος ο απόλυτος υπολογισμός της μάζας τους. Ωστόσο, με τη βοήθεια των ποσοτικών αναλύσεων καθαρών ουσιών, έγινε σύγκριση της μάζας των ατόμων και των μορίων με μία συγκεκριμένη μονάδα μάζας.

Η ατομική μονάδα μάζας (atomic mass unit, amu ή και πιο σύγχρονα u), ή μονάδα Ντάλτον με σύμβολο Da, εκ του ονόματος του δημιουργού της John Dalton, είναι μια μονάδα μέτρησης μάζας που χρησιμοποιείται για να εκφράσει ατομικές, μοριακές ή ιονικές μάζες. Αρχικά η μονάδα amu είχε προσδιοριστεί με βάση το ατομικό βάρος του 16Ο λόγω φυσικής αφθονίας του οξυγόνου. Καθώς όμως ανακαλύφθηκαν τα ισότοπα και συγκεκριμένα έγινε η ανακάλυψη των ισοτόπων ¹⁷Ο και ¹⁸Ο υπήρξε διαφορά μεταξύ της ατομικής μάζας στη Χημεία και του ατομικού βάρους της Φυσικής. Επομένως, από το 1961 καθιερώθηκε από το Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών ως βάση μέτρησης, η μάζα του ατόμου του ¹²C.

Ατομική μονάδα μάζας (amu) ορίζεται ως το 1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα (¹²C).

Να σημειωθεί ότι ο ¹²C είναι εκείνο το ισότοπο του άνθρακα που έχει 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια στον πυρήνα του. Ως εκ τούτου, μία ατομική μονάδα μάζας υπολογίζεται ότι είναι ίση με 1,66 10^-24 g, καθώς η μάζα ενός πρωτονίου ισοδυναμεί με τη μάζα ενός νετρονίου, που αντιστοιχεί με 1,66 10^-24 g. Επομένως, ένα άτομο ¹Η έχει μάζα 1u = 1Da = 1amu.