Izotopii diferă unul față de celălalt în numărul de neutroni pe care îl posedă. Din cauza numărului diferit de neutroni, izotopii diferă și în numărul lor de masă, numărul total de protoni și neutroni.
Neutronii nu au nici o sarcină, dar contribuie cu masă la un atom, în jurul aceleiași mase pe care un proton contribuie. Această diferență în numărul de neutroni conferă izotopilor proprietăți fizice diferite. Multe dintre elementele găsite în natură cuprind un amestec de izotopi diferiți.
Izotopii cei mai stabili ai elementelor sunt cei cu cantități aproximativ egale de protoni și neutroni. Dacă numărul de neutroni este prea mic sau prea mare, izotopul devine instabil. Acești izotopi instabili se destind în cele din urmă în elemente mai ușoare. Orice izotopi ai elementelor mai grele decât elementul bismut sunt instabile și radioactive.
Un izotop special de carbon numit carbon-14 are o utilizare specială în domeniul științei. Toate formele de viață conțin carbon. Carbonul 14 se descompune la o rată previzibilă, astfel încât oamenii de știință pot măsura cât de vechi organisme moarte se bazează pe procentul de carbon-14 rămas în corpul lor. Izotopii sunt utilizați în domeniul medical, al controlului dăunătorilor, al agriculturii și al detectorilor de fum, afirmă Departamentul de Chimie de la Universitatea Duke.
Izotopii radioactivi se numesc nuclide. Unele nuclide sunt prezente atunci când sistemul solar format cu aproape 5 miliarde de ani în urmă există încă, după cum afirmă Universitatea din Arizona; aceste nuclide includ potasiu-40, rubidiu-87 și uraniu-238.
