核素是指具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子。例如，氫元素有1H、2H、3H 3種核素，它們分別有1、2、3個質子和0、1、2箇中子。同一種同位素的核性質不同的原子核，它們的質子數相同而中子數不同，結構方式不同，因而表現出不同的核性質。核素的名稱由化學元素符號和質子數加中子數的和組成，如氫-1、氫-2、氫-3等。
核素概念最初是為了確切描述元素的原子量而引入的。同位素概念不足以反映原子核的同分異構現象，而核素則可以概括核的同分異構現象。如果把核素概念定義為同一同位素的核性質不同的原子核，就可以概括核的同分異構現象。因此，核素也就成了表達核性質的獨立概念。