La masa asignada a un átomo de carbono-12 en el sistema de masa atómica relativa es 12. La masa atómica para otros átomos se deriva entonces como una relación de 1/12 de la masa atómica de carbono-12. El sistema de masa atómica relativa es menos engorroso que los cálculos basados en la masa real de un átomo, que en el caso de un átomo de carbono-12, es aproximadamente 1.993x10 -26 kg.
Una sola unidad de masa atómica relativa, también llamada unidad de masa atómica o amu, representa aproximadamente 1.661x10 -27 kg, o 1/12 de la masa de un átomo de carbono-12. Como hay 6 protones y 6 neutrones en un átomo de carbono, esta masa también es representativa de la masa de 1 protón o 1 neutrón. Usando este sistema, la masa atómica relativa de oxígeno, que contiene 8 protones y 8 neutrones, está representada convenientemente por 16 en lugar de por su masa individual de aproximadamente 2.657x10 -26 kg.