原子核的品質與組成它的相應自由質子和中子品質的總和之間的差額。現代質譜儀可精確地測定原子的品質。用原子品質單位u（碳−12原子品質的1/12，1u=931.494兆電子伏）表示，各原子品質可精確到百萬分之一甚至千萬分之一以上。原子核的品質m′(Z,A)等於中性原子的品質m(Z,A)減去所含電子的品質，再加上這些電子在原子中中具有的結合能EB(Z)：

m′( Z, A) = m( Z, A) － Z m e + E B（ Z）

式中me為電子的靜止質量。事實上與m′(Z,A)相比，EB(Z)可以略去，於是：

m′ ( Z, A) = m( Z, A) － Z m e

原子質量（以及相應的原子核質量）之所以要測準到六七位有效數字以上，是因為根據質量和能量相互聯系的關系，相對來說很小的質量變化，可伴隨著核內能量狀態相當大的變化，從而給出關於核力和核結構的重要信息。由於核子間有強烈相互吸引的核力作用，當若幹原來彼此相距很遠的核子聚合成一原子核時，核力做功會產生巨大的能量，這就是該核的結合能。按照質能相互聯系的原理，放出的結合能使核的質量比組成它的Z個質子和A–Z個中子的質量總和小。核的質量與組成它的相應自由質子和中子質量的總和之間的差額定義為質量虧損Δm：

Δ m = Z m P +( A– Z) m n － m′( Z, A)　 = Z m H +( A– Z) m n － m( Z, A)

式中mP和mn分別為質子和中子的質量，mH = mP+me = 1.007 825 2u是氫原子的質量。

　　設EB(Z,A)是核(Z,A)的結合能，單位兆電子伏(MeV)，質量用原子質量單位u，便可得到核的結合能與質量虧損間的下列關系：EB(Z,A)=931.49Δm。