Gli isotopi esistono perché i nuclei atomici di molti elementi sono stabili o alquanto stabili con un numero diverso di neutroni al loro interno. Perché l'identità di un elemento è determinata esclusivamente dal numero di protoni e dalla sua sostanza chimica proprietà esclusivamente per il numero di protoni ed elettroni, diversi numeri di neutroni non modificano né l'elemento né le sue proprietà chimiche. Nondimeno, molti isotopi sono radioattivi e instabili, si rompono nel tempo.
Gli isotopi radioattivi sono i più famosi, sia per i loro pericoli intrinseci sia per il loro uso nel nucleare e nelle armi nucleari. Questi isotopi sono instabili, il che significa che nel tempo qualsiasi campione particolare di tale isotopo si trasforma gradualmente in uno o due altri elementi. Ciò può verificarsi perché l'atomo si divide o perché un neutrone diventa un protone o un protone diventa un neutrone. Tutti questi processi implicano il rilascio di energia o particelle energetiche e quindi sono radioattivi. La maggior parte degli isotopi radioattivi sono così instabili che non si trovano in natura, poiché decadono troppo rapidamente.
Secondo le risorse sul sito web dell'Università dell'Oregon, prima del 1906, si riteneva generalmente che la massa di un elemento fosse parte integrante della sua identità. Tuttavia, nel 1906 e nel 1907, diversi ricercatori hanno dimostrato che c'erano elementi di diversa massa atomica ma proprietà chimiche identiche. Fu Frederick Soddy, nel 1913, a coniare per primo il termine "isotopi".
