Isotopen zijn verschillende vormen van hetzelfde element met hetzelfde aantal protonen maar een verschillend aantal neutronen. Dit betekent dat isotopen hetzelfde atoomnummer hebben, maar verschillende massagetallen.

Koolstof heeft bijvoorbeeld drie natuurlijk voorkomende isotopen:koolstof-12, koolstof-13 en koolstof-14. Alle drie de isotopen van koolstof hebben zes protonen, maar koolstof-12 heeft zes neutronen, koolstof-13 heeft zeven neutronen en koolstof-14 heeft acht neutronen.

De verschillende isotopen van een element hebben verschillende fysische en chemische eigenschappen. Koolstof-12 en koolstof-13 zijn bijvoorbeeld beide stabiele isotopen, maar koolstof-14 is een radioactieve isotoop met een halfwaardetijd van 5.730 jaar. Dit betekent dat koolstof-14 voortdurend vervalt tot stikstof-14.

De verschillende isotopen van een element kunnen voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Koolstof-14 wordt bijvoorbeeld gebruikt voor koolstofdatering, een methode om de ouderdom van organische materialen te bepalen. Koolstof-13 wordt gebruikt bij nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie, een techniek om de structuur van moleculen te bestuderen.

Over het geheel genomen zijn isotopen belangrijk omdat ze bijdragen aan de diversiteit van elementen en een verscheidenheid aan toepassingen in wetenschap en technologie mogelijk maken.