Маса атомного ядра завжди виявляється менше суми мас нуклонів. Це явище називають дефектом маси ∆m. Дефект маси – це різниця між сумою мас всіх нуклонів, що містяться в ядрі, і масою ядра. Дефект маси обумовлений енергією зв'язку ядра Eсв, яка виділяється в результаті з'єднання нуклонів ядра.
Eсв (A, Z) = [Zmp + (A – Z) mn) – M (A, Z)] c2. Вона визначає мінімальну енергію, яку треба витратити, щоб поділити ядро на окремі нуклони. Основні методи вимірювання мас атомних ядер (детальніше описані в [10]):
Типові значення відносного дефекту маси для атомних ядер середньої маси становлять 0,008-0,009, для атомів (без урахування дефекту маси ядра) ~10-8 … 10-6. Астрономічні об'єкти можуть мати суттєвий гравітаційний дефект мас.