إن كتلة الذرة الصغيرة جدًّا يصعب التعامل معها حتى بأدق الموازين؛ لصغر حجمها؛ ولذلك لجأ الكيميائيون إلى مقارنة كتل الذرات بكتلة ذرة مرجعية. فاعتمد الاتحاد العالمي الكيميائي عام 1961 م، ذرة الكربون (المحتوية على ستة نيوترونات)، وعدها ذرة مرجعية لكل الذرات. كما عدت 12 وحدة من كتلة هذه الذرة كتلة ذرية، وتقاس كتلة الذرة بوحدة الكتل الذرية، وذلك نسبة إلى عنصر الكربون، وسبب استخدام هذه الوحدة صعوبة قياس كتلتها بالجرام.