Izotopy pierwiastka różnią się od siebie masą i liczbą neutronów, które zawierają. Wszystkie izotopy pierwiastka zawierają jednak tę samą liczbę protonów, co równa liczbie atomowej tego elementu. Liczba atomowa, ponieważ nie odzwierciedla liczby neutronów w atomie, nie rozróżnia izotopów danego pierwiastka, które zajmują wszystkie te same pozycje w układzie okresowym.
Całkowita liczba protonów i neutronów w jądrze atomu jest reprezentowana przez jego liczbę masową i różni się od liczby atomowej pierwiastka przez jego różne izotopy. Na przykład liczba atomowa węgla wynosi 6, ponieważ jego jądro zawiera 6 protonów. Węgiel zawiera także szereg izotopów, które obejmują izotop o 6 neutronach, 7 neutronach i 8 neutronach. Te trzy izotopy węgla są nazywane, odpowiednio, węglem-12, węglem-13 i węglem-14. Masę atomową każdego z tych izotopów uzyskuje się przez dodanie liczby neutronów w każdym izotopie do liczby protonów. Masa atomowa węgla-14, na przykład, wynosi 14, ponieważ 6 protonów plus 8 neutronów równa się masie atomowej 14.
Liczba neutronów w izotopach ma znaczny wpływ na jej właściwości jądrowe, ale właściwości chemiczne pierwiastka wykazują jedynie niewielkie różnice w jego różnych izotopach. Wyjątkiem jest wodór, który może wykazywać znaczące różnice w sposobie, w jaki jego poszczególne izotopy zachowują się w określonych reakcjach biochemicznych.
