A massa atribuída a um átomo de carbono-12 no sistema de massa atômica relativa é 12. A massa atômica para outros átomos é então derivada como uma razão de 1/12 da massa atômica de carbono-12. O sistema de massa atômica relativa é menos complicado do que cálculos baseados na massa real de um átomo, que no caso de um átomo de carbono-12, é de aproximadamente 1,993x10 -26 kg.
Uma única unidade de massa atômica relativa, também conhecida como amu ou unidade de massa atômica, representa aproximadamente 1,661x10 -27 kg, ou 1/12 da massa de um átomo de carbono-12. Como existem 6 prótons e 6 nêutrons em um átomo de carbono, essa massa também é representativa da massa de 1 próton ou 1 nêutron. Usando este sistema, a massa atômica relativa do oxigênio, que contém 8 prótons e 8 nêutrons, é convenientemente representada por 16, em vez de sua massa individual de aproximadamente 2,657x10 -26 kg.