Wszystkie izotopy danego pierwiastka muszą mieć tę samą liczbę atomową, która jest równa liczbie protonów. Izotop jest oznaczony jego liczbą atomową w lewym dolnym rogu obok symbolu chemicznego i jego numer masy w lewym górnym rogu obok symbolu.
Masa neutronów i protonów w atomie tworzy masę atomu. Izotopy mają różną liczbę neutronów; dlatego ich masy nie są takie same. Wiele izotopów atomów nie jest stabilnych i radioaktywnych.
Ponieważ izotopy zawierają taką samą liczbę protonów, mają również tę samą liczbę elektronów. Izotopy mają tendencję do zachowywania się w ten sam sposób w reakcjach chemicznych. Aby to zilustrować, wodór ma trzy naturalnie występujące izotopy: prot, deuter i tryt. Protium nie ma neutronów, deuter ma jeden, a tryt ma dwa; jednak wszystkie formy wodoru mogą wiązać się z tlenem tworząc wodę.