Trong một hạt nhân bền, các proton và neutron có liên kết chặt chẽ với nhau.

Khi muốn phá vỡ hạt nhân để tách thành các nuclon riêng rẽ cần phải tốn một năng lượng cung cấp từ bên ngoài cho hạt nhân, năng lượng này có giá trị ít nhất phải bằng năng lượng liên kết giữa các nuclon, ta gọi là năng lượng liên kết hạt nhân.

Như vậy năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng có trị số bằng công cần thiết để phá hạt nhân thành các nuclon riêng biệt.

Năng lượng liên kết được kí hiệu là



Nếu một hạt nhân có Z proton, số khối là A và khối lượng nguyên tử là



Khi dùng đơn vị khối lượng nguyên tử thì công thức tính năng lượng liên kết là:



Năng lượng liên kết hạt nhân càng lớn thì liên kết giữa các nuclon càng mạnh.

Tuy nhiên, năng lượng liên kết hạt nhân phụ thuộc vào số nuclon trong hạt nhân thể hiện qua độ hụt khối

Do đó, nếu dùng năng lượng liên kết hạt nhân để so sánh sự bền vững thì không hoàn toàn chính xác:

một hạt nhân nhiều nuclon có năng lượng liên kết lớn chưa hẳn đã bền hơn một hạt nhân ít nuclon có năng lượng liên kết nhỏ hơn.

Vì vậy, để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân, cần so sánh năng lượng liên kết trung bình cho một nuclon, được gọi là năng lượng liên kết riêng.

Như vậy, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân, kí hiệu là

Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

Hình bên dưới là đồ thị biểu diễn năng lượng liên kết riêng theo số khối A của hạt nhân.