Izotopai – cheminių elementų atmainos, turinčios vienodą branduolio krūvį, bet skirtingą atominę masę. Izotopai skiriasi branduolio sandara (turi daugiau neutronų) bei branduolio savybėmis (radioaktyvaus skilimo pusėjimo trukme, radioaktyvumo rūšimi, kritine mase ir pan.). Vienodą protonų skaičių turintys branduoliai priklauso tam pačiam elementui, tačiau to elemento izotopų branduoliuose neutronų skaičius skiriasi. Pavyzdžiui, vandenilis turi tris izotopus – protį (jo branduolyje yra vienas protonas), deuterį (branduolyje yra vienas protonas ir vienas neutronas) ir tritį (branduolyje yra vienas protonas ir du neutronai). Vandens, sudaryto iš skirtingų vandenilio izotopų, savybės taip pat skirsis.