Una massa atomica relativa (chiamata anche peso atomico; simbolo: Ar) è una misura di quanto sono pesanti gli atomi. È il rapporto tra la massa media per atomo di un elemento di un dato campione e 1/12 della massa di un atomo di carbonio-12. In altre parole, una massa atomica relativa indica il numero di volte che un atomo medio di un elemento di un dato campione è più pesante di un dodicesimo di atomo di carbonio-12. La parola relativa in massa atomica relativa si riferisce a questa scala relativa al carbonio-12. I valori di massa atomica relativa sono rapporti; la massa atomica relativa è una quantità adimensionale. La massa atomica relativa è la stessa del peso atomico, che è il termine più antico.
Il numero di protoni che un atomo ha determina di quale elemento si tratta. Tuttavia, la maggior parte degli elementi in natura sono costituiti da atomi con un numero diverso di neutroni. Un atomo di un elemento con un certo numero di neutroni è chiamato isotopo. Per esempio, l'elemento tallio ha due isotopi comuni: tallio 203 e tallio 205. Entrambi gli isotopi del tallio hanno 81 protoni, ma il tallio-205 ha 124 neutroni, 2 in più del tallio-203, che ne ha 122. Ogni isotopo ha la sua propria massa, chiamata massa isotopica. Una massa isotopica relativa è la massa di un isotopo rispetto a 1/12 della massa di un atomo di carbonio-12. La massa isotopica relativa di un isotopo è all'incirca la stessa del suo numero di massa, che è il numero di protoni e neutroni nel nucleo. Come i valori di massa isotopica relativa dell'atomo, i valori di massa isotopica relativa sono rapporti senza unità.
Possiamo trovare la massa atomica relativa di un campione di un elemento calcolando la media ponderata dell'abbondanza delle masse isotopiche relative. Ad esempio, se un campione di tallio è costituito per il 30% da tallio 203 e per il 70% da tallio 205,
A r = ( 203 × 30 ) + ( 205 × 70 ) 100 = ( 6090 ) + ( 14350 ) 100 = ( 20440 100 = 204.4 {\an8}}}{\an8}}}(203 }volte 30)+(205 ½volte 70)}{100}}}={\an8}={\an8}(6090)+(14350)}{100}}={\an8}={\an8}(20440}{100}}=204.4}}{\an8}}}{\an8} (*Stile di visualizzazione A_{r}) 
Due campioni di un elemento che consiste di più di un isotopo, raccolti da due fonti ampiamente distanziate sulla Terra, dovrebbero avere masse atomiche relative leggermente diverse. Questo perché le proporzioni di ciascun isotopo sono leggermente diverse in punti diversi.
Un peso atomico standard è il valore medio delle masse atomiche relative di un certo numero di campioni normali dell'elemento. I valori standard del peso atomico sono pubblicati a intervalli regolari dalla Commissione sulle Abbondanze isotopiche e i pesi atomici dell'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC). Il peso atomico standard per ogni elemento è riportato sulla tavola periodica.
Spesso si usa il termine massa atomica relativa per indicare il peso atomico standard. Questo non è del tutto corretto, perché massa atomica relativa è un termine meno specifico che si riferisce a singoli campioni. I singoli campioni di un elemento possono avere una massa atomica relativa diversa dal peso atomico standard dell'elemento. Per esempio, un campione di un altro pianeta potrebbe avere una massa atomica relativa molto diversa dal valore standard terrestre.
La massa atomica relativa non è la stessa: