Ця різниця називається дефектом маси або надлишком маси та визначається співвідношенням: , де та — маси вільного протона та нейтрона, — маса ядра. Згідно з принципом еквівалентності маси і енергії дефект маси еквівалентний роботі, що виконали ядерні сили, щоб зібрати всі нуклони разом при утворенні ядра. Ця величина дорівнює зміні потенційної енергії нуклонів у результаті об'єднання в ядро. Енергія, еквівалентна дефекту маси, називається енергією зв'язку ядра і дорівнює: , де — швидкість світла.