Liczba atomowa przypisana do atomu zmienia się, gdy zmienia się liczba protonów w jądrze atomu. Z definicji liczba atomowa atomu to liczba protonów w jądrze atomu.
Protony posiadają pozytywny ładunek elektryczny i determinują ładunek jądra. Dodanie lub usunięcie protonów, na przykład podczas rozpadu alfa, zmienia ładunek jądra, co następnie powoduje zmianę atomu w inny element. Na przykład dodanie protonu do jądra atomu wodoru tworzy atom helu. Dlatego, gdy protony są dodawane lub usuwane z jądra atomu, tworzą inny element.
W przypadku rozpadu beta wynik końcowy jest taki sam. Podczas promieniowania beta liczba protonów w atomie zwiększa się o jeden, a zatem tworzy się nowy element.
Neutrony nie noszą ładunku elektrycznego. Dodanie lub usunięcie ich nie zmienia ładunku elektrycznego jądra. Tylko liczba protonów może zmienić liczbę atomową. Atomy zawsze zawierają taką samą liczbę protonów i elektronów. Dlatego, gdy protony są dodawane lub usuwane, to samo dotyczy neutronów. Jest tak, że nowe jądro jest stabilne.
Liczba atomowa atomu określa element. Jednak liczba atomowa elementu nigdy się nie zmienia. Liczba protonów w jądrze każdego atomu w elemencie zawsze pozostaje taka sama.