Các đồng vị của một nguyên tố khác nhau về số khối và số nơtron mà chúng chứa. Tuy nhiên, tất cả các đồng vị của một nguyên tố đều chứa cùng một số proton, đó là bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó. Số nguyên tử, vì nó không phản ánh số nơtron trong nguyên tử, không phân biệt giữa các đồng vị của một nguyên tố nhất định, tất cả sẽ chiếm cùng một vị trí trong bảng tuần hoàn.
Tổng số proton và neutron trong hạt nhân của một nguyên tử được biểu thị bằng số khối của nó, và nó khác với số nguyên tử của nguyên tố trên các đồng vị khác nhau của nó. Ví dụ, số nguyên tử của cacbon là 6, vì hạt nhân của nó chứa 6 proton. Carbon cũng có một loạt các đồng vị bao gồm đồng vị 6 nơtron, 7 nơtron và 8 nơtron. Ba đồng vị carbon này lần lượt được gọi là carbon-12, carbon-13 và carbon-14. Khối lượng nguyên tử của mỗi đồng vị này được tính bằng cách cộng số nơtron trong mỗi đồng vị với số proton. Ví dụ, khối lượng nguyên tử của cacbon-14 là 14, vì 6 proton cộng với 8 nơtron tương đương với khối lượng nguyên tử là 14.
Số lượng neutron trong một đồng vị có ảnh hưởng lớn đến tính chất hạt nhân của nó, nhưng các tính chất hóa học của một nguyên tố chỉ cho thấy những thay đổi nhỏ giữa các đồng vị khác nhau của nó. Một ngoại lệ là hydro, có thể chứng minh sự khác biệt đáng kể trong cách các đồng vị riêng lẻ của nó hoạt động trong các phản ứng sinh hóa nhất định.
