Et grundstof er et rent kemisk stof , som udelukkende består af atomer, der alle har det samme antal protoner i deres atomkerne. Dette antal protoner kaldes atomnummeret, og det er det, der unikt definerer et grundstof. For eksempel består alle kulstofatomer af 6 protoner, og alle iltatomer består af 8 protoner. Grundstofferne er således de fundamentale byggesten, som alt stof er opbygget af.
Atomerne i et grundstof kan variere i antal neutroner, hvilket kaldes isotoper, men antallet af protoner er altid det samme. Rundt om kernen bevæger elektroner sig i forskellige skaller, og antallet af elektroner i den yderste skal bestemmer grundstoffets kemiske egenskaber.
Sammenfattende kan man sige, at et grundstof er en type atom bestemt ved antallet af protoner i kernen, og det udgør den kemiske basis for alle materialer og stoffer i universet.