1803年道尔顿首先提出，以氢原子质量为1作为原子量的标准--绝对质量。用比较的方法测定其他元素原子的相对质量(氢是已知的密度最小的元素，这样别种元素的原子量皆大于1)，这样测出氧原子量是15.88。后来，鉴于氢的化合物远不如氧的化合物多，为测定原子量的方便(过去大都用测定元素当量的方法求原子量)起见，改用氧元素的一个原子的质量为16作标准(实际上是氧的几种同位素的平均质量)，来测定其他元素的原子量。这样测得氢的原子量是1.008。由于当时人们尚未发现氧元素有同位素，所以以氧原子量为16这个比较标准一直沿用了60多年。
1927年～1929年间发现自然界中的氧含有三种同位素，即1616O、17O和18O。根据1940年比较精确的质谱测定，自然界中三种同位素的丰度16O的含量占99.759%、17O占0.037%、18O占0.204%。因此，用天然氧作为原子量的标准就不够完善了。当时物理学界随即改用16O等于16作为标准，但化学界仍采用天然氧等于16作标准。当用物理标准时，氧的各种同位素的原子量分别为：
16O＝16.0000
17O＝17.0045
18O＝18.0049
所以自然界中氧的平均原子量应为：
16.0000×99.759%＋17.0045×0.037%＋18.0049×0.204%＝16.0044
这样物理学上采用的原子量和化学上沿用的原子量由于选用标准不同而出现如下比值：
也就是说两者采用标准相差约万分之三。从20世纪40年代开始，国际原子量委员会采用了1.000275作为两种标准的换算因数，即：
物理原子量＝1.000275×化学原子量
物理学和化学学科有着密切的联系，原子标准不同很容易引起混乱。1959年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)提出以碳的同位素12C＝12作为原子量的标准，(即以12C质量的1/12作为标准)，并商得国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)的同意，于1961年8月正式决定采用碳的同位素12C＝12作为原子量的新标准。同年发布了新的国际原子量表。
之所以采用12C作为原子量的标准的原因大致是：(1)碳形成很多高质量的“分子离子”和氢化物，利于测定质谱；(2)12C很容易在质谱仪中测定，而用质谱仪以测定原子量是现代最准确的方法；(3)采用12C后，所有元素的原子量都变动不大，仅比过去减少0.0043%；(4)这种碳原子在自然界的丰度比较稳定；(5)碳在自然界分布较广，它的化合物特别是有机化合物繁多；(6)密度最小的氢的原子量仍不小于1。
原子的绝对质量很小，如果用千克来表示，很不方便。于是采用12C一个原子质量的1/12作标准，其他原子的质量跟它比较所得的值，就是这种原子的相对原子质量。
12C一个原子绝对质量×
＝1.993×10-26kg×
＝1.66×10-27kg
因此，某元素一个原子的绝对质量与相对原子质量的关系是：
相对原子质量是一个比，它的SI单位是一，符号是1。
著名化学家、中国科学院院士、北京大学张青莲教授是我国参加国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会委员。张青莲等几位科学工作者测定的铟、锑、铈、铕、铱、铒、锗、锌、镝的原子量，被国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会采用为原子量数据新标准