分子由原子构成，原子的质量很小，例如一个氢原子的质量约为1.67×10-27 kg，氧原子则为2.657×10-26 kg，如不加简化直接书写会产生诸多不便，因此，国际上采用相对质量，即以一种碳素（12C“碳十二”原子）的质量的1/12为基准，其他原子的相对原子质量（Ar），为该原子的实际质量与该基准值的比值。
因此，相对原子质量的量纲为1，即其为一个无量纲量，由此计算得到的相对分子质量也必定是一个无量纲量，因此，相对分子质量（Mr）的本质在一定程度上可理解为相对原子质量的加和，即可根据下式计算。
其中，特定单元主要以空气为代表的混合物，可根据混合物的组成计算其平均质量，如加权平均质量。
对于某些结构极其复杂的高分子化合物，其相对分子质量可通过电泳、离心或色谱分析等方法测定。
短周期（元素周期表前三行，原子序数1~18）元素的相对原子质量如下表所示。不难发现，随着原子序数（核电荷数、质子数或核外电子数）的增加，元素的相对原子质量亦随之增加。
注：表中数值均为近似值（整数），如氯的相对原子质量为35.45，近似取为35.5或35整。
相对分子质量的计算取决于特定分子所包含的原子种类及数目，各元素的相对原子质量需查询《相对原子质量表》获取。
倘若某分子由元素A、B、C构成，分子式为A2B3C，即包含2个A原子，3个B原子和1个C原子，则其相对分子质量的计算如下所示。
Mr(A2B3C) = 2×Ar(A) + 3×Ar(B) + Ar(C)
以双氧水的主要成分过氧化氢为例，其分子式为H2O2，氢、氧元素的相对原子质量分别为1和16，则过氧化氢分子的相对分子质量为34[3] ，详见下式。
Mr(H2O2) = 2×Ar(H) + 2×Ar(O) = 2×1 + 2×16 = 34
（1）与相对原子质量相关的一个物理量为摩尔质量（molar mass），常以符号M表示，虽然二者在数值上完全相等，但单位（量纲）不同，前者为无量纲量，后者常以克每摩尔（g/mol）表示，代表单位物质的量的物质所具有的质量，需注意二者的区别。