Các đồng vị của cùng một nguyên tố khác nhau về số lượng nơtron chứa trong hạt nhân của nguyên tử nguyên tố, điều này khiến chúng khác nhau về trọng lượng nguyên tử. Một số đồng vị có tính phóng xạ và không ổn định hơn những đồng vị khác.
Nhiều đồng vị không ổn định và tự phát ra các hạt thông qua quá trình phân rã phóng xạ, bao gồm các hạt alpha, hạt beta và bức xạ gamma. Mất bao lâu để một hạt nhân nhất định phân rã là ngẫu nhiên, và khoảng thời gian để một nửa mẫu đồng vị phân rã được gọi là chu kỳ bán rã của nó. Các đồng vị có chu kỳ bán rã ngắn hơn phân hủy nhanh hơn, phát ra nhiều hạt hơn.
