幻数是指原子核中质子数和中子数的某个特定数值，当质子数或中子数为幻数，或者二者取值均为幻数时，原子核显示出很高的稳定性。一般认为，幻数的存在反映了原子核具有“壳层结构”。

已经确认的幻数有:2、8、20、28、50、82、126。

自然界广泛存在的氦、氧、钙、镍、锡、铅元素的质子或中子数分别与2到82的幻数相对应。质子数和中子数均为126的元素目前尚未发现。当原子核中质子和中子数都为幻数时，这样的情况称为双幻数。例如自然界存在质子数82、中子数126的铅同位素208Pb，就具有双幻数，显得异常稳定。

一般认为，幻数的存在反映了原子核具有“壳层结构”。1949年德国物理学家迈耶和延森等人建立了原子核的壳层模型。当原子核中存在幻数时，核子以集体的形式充满了某个能级，没有核子向更高的能级跃迁，因此这些原子核相当稳定。

长期以来，物理学家们一直认为幻数是固定不变的。然而2000年5月日本物理学家发表论文称16有可能也是一个幻数，随后又发现，6、30、32也可能是新的幻数。2005年6月，英国和美国科学家发表论文称，人造放射性硅同位素42Si的原子核稳定性很高，表明14可能也是一个幻数。