Các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố được gọi là đồng vị. Đồng vị có cùng số hạt dương, được gọi là proton và hạt âm, được gọi là electron, nhưng khác số nơtron. Nơtron là các hạt trung hòa nằm trong hạt nhân của nguyên tử cùng với các proton.
Tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn đều có đồng vị, mặc dù một số nguyên tố được tạo ra một cách nhân tạo. Các nguyên tố nặng hơn có xu hướng có nhiều đồng vị hơn các nguyên tố nhẹ hơn.
Mặc dù đặc điểm của các đồng vị của một nguyên tố nói chung là giống nhau, nhưng khối lượng của chúng khác nhau. Khối lượng của một nguyên tử bao gồm số proton và neutron. Một số đồng vị của một nguyên tố nặng hơn hoặc nhẹ hơn những đồng vị khác, tùy thuộc vào số lượng neutron nhiều hơn hoặc ít hơn đồng vị đó.
Một số đồng vị ổn định và một số đồng vị khác không ổn định. Các chất đồng vị không ổn định bị phân hủy hoặc phân rã thành các nguyên tố khác, tạo ra bức xạ trong quá trình này. Quá trình phân rã này cho phép nguyên tử trở nên ổn định hơn.