Náttúrulegu tölurnar ásamt tilsvarandi neikvæðum tölum kallast einu nafni heilar tölur. Mengi heilla talna er táknað með $\mathbb{Z}$ og það má rita á forminu \[ \mathbb{Z} = \{\ldots,-3,-2,-1,0,1,2,3,\ldots\}. \] Mengi jákvæðra heilla talna er táknað með $\mathbb{Z}^+$ og mengi neikvæðra heilla talna er táknað með $\mathbb{Z}^-$.
Sérhver heil tala er rauntala og lýsa má skipan heilu talnanna á talnalínunni með eftirfarandi hætti:
- Fyrst er náttúrulegu tölunum komið fyrir eins og lýst er hér.
- Talan $-1$ svarar síðan til þess punkts $P_{-1}$ á neikvæða hluta talnalínunnar þannig að strikið strikið $O P_{-1}$ sé eins og $O E$, talan $-2$ svarar til þess punkts $P_{-2}$ á neikvæða hlutnum þannig að strikið $O P_{-2}$ sé eins og $O P_2$ og almennt svarar talan $-n$ til þess punkts $P_{-n}$ á neikvæða hlutanum þannig að strikið $O P_{-n}$ sé eins og $O P_n$.
Líkt og gildir um reikning með náttúrulegar tölur er summa og margfeldi tveggja heilla talna alltaf heil tala. Hins vegar er reikningur með heilar tölur fullkomnari að því leyti að fyrir sérhverja heila tölu $m$ er samlagningarumhverfa þess $-m$ líka heil tala og þar af leiðandi er mismunur tveggja heilla talna alltaf heil tala.