同位素同属于某一化学元素,其原子具有相同数目的电子和质子,但却有不同数目的中子.例如氕、氘和氚,它们原子核中都有1个质子,但是它们的原子核中分别有0个中子,1个中子及2个中子,所以它们互为同位素.
同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一,在元素周期表上占有同一位置,化学行为几乎相同(氕、氘和氚的性质有些微差异),但原子质量或质量数不同,从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异.同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数,例如碳14,一般用14C 或146C,而不用C14.
在自然界中天然存在的同位素称为天然同位素,人工合成的同位素称为人造同位素.
如果该同位素是有放射性的话,会被称为放射性同位素.
每个原子也有很多的同位素,每组同位素的原子序虽然是相同,但却有不同的原子量.如果这原子是有放射性的话,它会被称为物理放射性核种或放射性同位素.
天然存在的放射性同位素主要是恒星的内部.例如铀,在星体内直接被形成.而当今仍然存在,是因为它们的半衰期的时间很长,而它们还没有完全衰变.放射产生的同位素,如碳-14,是由长期衰变得出的.(这个也是全部目前氦形成方法：虽然它没有放射性,但是它容易逃离地球,因此氦被从地下仓库等地方获得.)
核反应堆和放射性同位素发电机的粒子加速器可人工制造放射性同位素.
放射性同位素生产核反应堆中的高流和大量的中子.在核反应堆中,中子用来生激活放射性元素.来自一个核回应堆的一种典型的生成物是铊（Tl）-201.
放射性同位素是一个原子,而原子核是不稳定的.那个放射性同位素也将会进行放射性衰变,从而放射出伽玛射线,和次原子粒子.放射性同位素天然地出现,但人工制造.
如果放射性同位素被释放到环境,透过一些事故、不良的处理或者其它方法,他们能潜在并引起有害的效应,放射性污染.如果过分地使用在医疗或生活应用上,也能导致危险,为放射性中毒.放射性同位素也能导致电器故障.
