Isotope existieren, weil die Atomkerne vieler Elemente mit unterschiedlichen Neutronenzahlen stabil oder einigermaßen stabil sind. Weil die Identität eines Elements allein durch seine Protonenzahl und seine chemische Zusammensetzung bestimmt wird Eigenschaften allein durch seine Protonen- und Elektronenzahl, unterschiedliche Neutronenzahlen verändern weder das Element noch seine chemischen Eigenschaften. Trotzdem sind viele Isotope radioaktiv und instabil und zerfallen mit der Zeit.
Radioaktive Isotope sind die bekanntesten, sowohl für ihre inhärenten Gefahren als auch für ihre Verwendung in Kernkraft und Kernwaffen. Diese Isotope sind instabil, was bedeutet, dass sich jede einzelne Probe eines solchen Isotops im Laufe der Zeit allmählich in ein oder zwei andere Elemente umwandelt. Dies kann passieren, weil sich das Atom spaltet oder weil ein Neutron zu einem Proton oder ein Proton zu einem Neutron wird. Alle diese Prozesse beinhalten die Freisetzung von Energie oder energetischen Teilchen und sind daher radioaktiv. Die meisten radioaktiven Isotope sind so instabil, dass sie in der Natur nicht vorkommen, da sie zu schnell zerfallen.
Laut Ressourcen auf der Website der University of Oregon wurde vor 1906 allgemein angenommen, dass die Masse eines Elements ein wesentlicher Bestandteil seiner Identität ist. In den Jahren 1906 und 1907 bewiesen jedoch mehrere Forscher, dass es Elemente mit unterschiedlicher Atommasse, aber identischen chemischen Eigenschaften gibt. Es war Frederick Soddy, der 1913 als erster den Begriff „Isotope“ prägte.
