Um isótopo pai é uma forma radioativa de um elemento que sofre decadência e produz isótopos filhos, que por sua vez podem decair para produzir outros isótopos filhos.
Um isótopo pai decai emitindo partículas que contêm prótons, nêutrons e elétrons. Essa perda de partículas, conhecida como radioatividade, transforma um isótopo pai em isótopos filhos. O isótopo pai urânio-238, por exemplo, tem 92 prótons e 146 nêutrons. Quando o urânio-238 perde dois prótons e dois nêutrons por meio da radioatividade, ele se torna o isótopo filho tório-234.
Como os isótopos radioativos decaem a uma taxa constante, as proporções relativas dos isótopos pais e filhos em uma substância ajudam a determinar a idade dessa substância. Os cientistas usaram as quantidades relativas de um isótopo pai, urânio, e um isótopo filho, chumbo, para estimar as idades dos planetas.