Os isótopos diferem uns dos outros no número de nêutrons que possuem. Por causa de seu número diferente de nêutrons, os isótopos também diferem em seus números de massa, o número total de prótons e nêutrons.
Os nêutrons não têm carga, mas contribuem com massa para um átomo, quase a mesma massa que um próton contribui. Esta diferença no número de nêutrons confere diferentes propriedades físicas aos isótopos. Muitos dos elementos encontrados na natureza compreendem uma mistura de diferentes isótopos.
Os isótopos de elementos mais estáveis são aqueles com quantidades aproximadamente iguais de prótons e nêutrons. Se o número de nêutrons for muito baixo ou muito alto, o isótopo se torna instável. Esses isótopos instáveis eventualmente decaem em elementos mais leves. Quaisquer isótopos de elementos mais pesados que o elemento bismuto são instáveis e radioativos.
Um isótopo especial de carbono chamado carbono-14 tem um uso especial na ciência. Todas as formas de vida contêm carbono. O carbono-14 se decompõe a uma taxa previsível, então os cientistas podem medir a idade dos organismos mortos com base na porcentagem de carbono-14 que resta em seus corpos. Os isótopos são usados na área médica, controle de pragas, agricultura e detectores de fumaça, afirma o Departamento de Química da Duke University.
Os isótopos radioativos são chamados de nuclídeos. Alguns nuclídeos presentes quando o sistema solar se formou há quase 5 bilhões de anos ainda existem, conforme declarado pela Universidade do Arizona; esses nuclídeos incluem potássio-40, rubídio-87 e urânio-238.