'เลขอะตอม' (atomic number) หมายถึงจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้นๆ หรือหมายถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่วิ่งวนรอบนิวเคลียสของอะตอมที่เป็นกลาง เช่น ไฮโดรเจน (H) มีเลขอะตอมเท่ากับ 1
เลขอะตอม เดิมใช้หมายถึงลำดับของธาตุในตารางธาตุ เมื่อ ดมิทรี อีวาโนวิช เมนเดลีเยฟ (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ทำการจัดกลุ่มของธาตุตามคุณสมบัติร่วมทางเคมีนั้น เขาได้สังเกตเห็นว่าเมื่อเรียงตามเลขมวลนั้น จะเกิดความไม่ลงรอยกันของคุณสมบัติ เช่น ไอโอดีน (Iodine) และเทลลูเรียม (Tellurium) นั้น เมื่อเรียกตามเลขมวล จะดูเหมือนอยู่ผิดตำแหน่งกัน ซึ่งเมื่อสลับที่กันจะดูเหมาะสมกว่า ดังนั้นเมื่อเรียงธาตุในตารางธาตุตามเลขอะตอม ตารางจะเรียงตามคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ เลขอะตอมนี้ถึงแม้โดยประมาณ แล้วจะแปรผันตรงกับมวลของอะตอม แต่ในรายละเอียดแล้วเลขอะตอมนี้จะสะท้อนถึงคุณสมบัติของธาตุ
เฮนรี โมสลีย์ (Henry Moseley) ได้ค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างการกระเจิงของ สเปกตรัมของรังสีเอ็กซ์ (x-ray) ของธาตุ และตำแหน่งที่ถูกต้องบนตารางธาตุ ในปี ค.ศ. 1913 ซึ่งต่อมาได้ถูกอธิบายด้วยเลขอะตอม ซึ่งอธิบายถึงปริมาณประจุในนิวเคลียส หรือ จำนวนโปรตอนนั่นเอง ซึ่งจำนวนของโปรตอนนี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ
