同位素是指質子數相同，中子數不同的同種元素，它們在元素周期表上占有同一位置。例如，氫有三種同位素，H氕、D氘(又叫重氫)、T氚(又叫超重氫)，它們的原子核中都有1個質子，但是它們的原子核中卻分別有0箇中子、1箇中子及2箇中子，所以它們互為同位素。同位素具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化學性質幾乎相同（氕、氘和氚的性質有些微差異），但原子質量或質量數不同，從而其質譜性質、放射性轉變和物理性質（例如在氣態下的擴散本領）有所差異。同位素的表示是在該元素符號的左上角註明質量數（例如碳-14，一般用14C來表示）。在自然界中天然存在的同位素稱為天然同位素，人工合成的同位素稱為人造同位素。如果該同位素是有放射性的話，會被稱為放射性同位素。每一種元素都有放射性同位素。