Die Isotope eines Elements unterscheiden sich voneinander durch ihre Massenzahl und die Anzahl der Neutronen, die sie enthalten. Alle Isotope eines Elements enthalten jedoch die gleiche Anzahl an Protonen, also gleich der Ordnungszahl dieses Elements. Da die Ordnungszahl nicht die Anzahl der Neutronen in einem Atom widerspiegelt, unterscheidet sie nicht zwischen den Isotopen eines bestimmten Elements, die alle dieselbe Position im Periodensystem einnehmen.
Die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms wird durch seine Massenzahl dargestellt und unterscheidet sich von der Ordnungszahl des Elements durch seine unterschiedlichen Isotope. Zum Beispiel hat Kohlenstoff die Ordnungszahl 6, weil sein Kern 6 Protonen enthält. Kohlenstoff hat auch eine Reihe von Isotopen, die ein 6-Neutron-, 7-Neutron- und 8-Neutron-Isotop umfassen. Diese drei Kohlenstoffisotope werden Kohlenstoff-12, Kohlenstoff-13 bzw. Kohlenstoff-14 genannt. Die Atommasse jedes dieser Isotope wird abgeleitet, indem die Anzahl der Neutronen in jedem Isotop zur Anzahl der Protonen addiert wird. Die Atommasse von Kohlenstoff-14 beträgt zum Beispiel 14, weil 6 Protonen plus 8 Neutronen einer Atommasse von 14 entsprechen.
Die Anzahl der Neutronen in einem Isotop hat einen großen Einfluss auf seine Kerneigenschaften, aber die chemischen Eigenschaften eines Elements zeigen nur geringe Unterschiede zwischen seinen verschiedenen Isotopen. Eine Ausnahme ist Wasserstoff, der signifikante Unterschiede im Verhalten seiner einzelnen Isotope bei bestimmten biochemischen Reaktionen aufweisen kann.
