在原子中，核電荷數=質子數=核外電子數。原子由帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成，原子核所帶的正電荷數即核電荷數；原子核由質子和中子構成的，每個質子帶一個單位正電荷，中子不帶電。
一個原子是由原子核和核外高速運動的電子所組成的。原子核又是由質子和中子（氕除外，其原子核只有質子，沒有中子）組成的（不是分兩層）每一個質子帶一個單位正電荷，中子不顯電性，有多少個質子就帶多少單位正電荷，質子所帶的正電荷數就叫核電荷序數。
原子是由原子核和原子核外電子構成的。而元素周期表的排布是由核電荷數為依據的，也就是說原子序數是由核電荷數決定的，所以，原子序數=核電荷數。而一般情況下，原子不顯電性，呈中性。這時正電荷等于負電荷，核內質子帶正電荷，一個質子帶一個單位的正電荷。
這樣核電荷數就等于核內質子數，核外電子帶負電荷，也是一個電子帶一個單位的負電荷，所以核內質子數就等于核外電子數。這樣原子序數=核電荷數，核電荷數=核內質子數，核內質子數=核外電子數，等量代換就可以得到“原子序數=核電荷數=核內質子數=核外電子數”。