原子序数（atomic number）是指元素在周期表中的序号，符号为Z，在数值上等于原子核的核电荷数（即质子数）或中性原子的核外电子数。例如碳的原子序数是6，它的核电荷数(质子数)或核外电子数也是6。

一般原子序数被写在元素符号的左下方。

原子序数=核电荷数=核外电子数=质子数。

每个化学元素依其元素电中性时电子的个数（也就是原子序数）不同，会有独特的化学性质。电子的电子排布依照量子力学的原理，不同电子层的电子个数，特别是价电子的个数是决定化学键特性的主要因素。因此元素可以定义为由许多有特定原子序数的任意原子混合而成的物质。