Izotopy istnieją, ponieważ jądra atomowe wielu pierwiastków są stabilne lub w pewnym stopniu stabilne z różną liczbą neutronów w nich. Ponieważ tożsamość pierwiastka zależy wyłącznie od liczby jego protonów i właściwości jedynie przez liczbę protonów i elektronów, różna liczba neutronów nie zmienia ani pierwiastka, ani jego właściwości chemicznych. Niemniej jednak wiele izotopów jest radioaktywnych i niestabilnych, rozkładających się w czasie.
Najbardziej znane są radioaktywne izotopy, zarówno ze względu na nieodłączne zagrożenia, jak i ich wykorzystanie w energii jądrowej i broni jądrowej. Te izotopy są niestabilne, co oznacza, że z czasem dowolna konkretna próbka takiego izotopu stopniowo przekształca się w jeden lub dwa inne elementy. Może się tak zdarzyć, ponieważ atom rozpada się lub neutron staje się protonem lub proton staje się neutronem. Wszystkie te procesy obejmują uwalnianie energii lub cząstek energetycznych, a zatem są radioaktywne. Większość izotopów promieniotwórczych jest tak niestabilna, że nie występują w przyrodzie, ponieważ rozpadają się zbyt szybko.
Według zasobów na stronie University of Oregon, przed rokiem 1906, powszechnie uważano, że masa elementu stanowi integralną część jego tożsamości. Jednak w 1906 i 1907 r. Kilku badaczy udowodniło, że istniały elementy o różnej masie atomowej, ale o identycznych właściwościach chemicznych. To Frederick Soddy w 1913 r. Ukuł termin "izotopy".
