A、如果两种粒子含有的质子数相同,则它们不一定属于同一种元素,例如水分子和氨分子,错误;B、由同种元素组成的物质性质不一定相同,例如氧气和臭氧,错误;C、如果两种粒子含有的电子数相同,则它们不一定属于同一种元素,例如钠离子和镁离子,错误;D、如果两种粒子属于同一种元素,则它们原子核中的质子数一定相同,正确;故选D.