איזוטופ הוא אטום (היחידה הקטנה ביותר של חומר) כי שמה שמאפיין נתקל באותה מספר הפרוטונים אך מספר שונה של נויטרונים, מה שגרם להם שונים זה מזה במספר המסה שלהם. על פי האטימולוגיה שלה, המונח בא מן היווני "ISOs" אמצעים אשר "מקום" ו "מוטיב" אשר פירושו "באותו המקום" . כתוצאה מחוסר פרופורציונליות זו בגרעין היא גורמת לקרינת יסודות רבה יותר, בעלת השפעות יוצאות דופן בתחומי המדע היישומיים השונים.
תגליתו מיוחסת לכימאי האנגלי פרדריק סודי בשנת 1911 שחקר קרינה של חומרים אורגניים בכדור הארץ. הוא הבין את שוויון התכונות הכימיות של היסודות, אך ציין את ההבדל שיצר יותר רדיואקטיביות. כמעט כל היסודות הכימיים גילו כיום בעלי יציבה איזוטופ אחד לפחות ולא יציבה אחרים, הם כל אלה מובילים לקבוע נתונים עניין רלוונטיים כגון גילו של כדור הארץ לאחרונה מחדש - נכתב בשנת 2010 על ידי מדען ג'ון Rudge אשר אמר כי בשל ריקבון של איזוטופים יציבים של הפניום 182 ו וולפראם 182 האדמה יש גיל4.47 מיליארד שנה ± 1%.
יש בעצם שני סוגים של איזוטופים, הטבעיים שמקורם ביסודות שמהם מורכב כדור הארץ או מכל יסוד שקיים על פני כדור הארץ. איזוטופים מלאכותיים נוצרים במעבדות גרעיניות שבהן, על פי הליך הפצצת החלקיקים התת אטומיים, הם מייצרים איזוטופים קצרי טווח כמו צזיום, המשמשים לתהליך ייצור החשמל במפעלים גרעיניים.
תחומי מחקר מדעיים כמו רפואה, הידרולוגיה והנדסת נפט עשו התקדמות חשובה ביישום איזוטופים לא יציבים בתהליכים שלהם. טיפול בסרטן עם קובלט - 60 מייצר קרינה נקייה יותר וחסכונית בכימותרפיהוהתרופות שמקבלים החולים. בתעשייה הפטרוכימית, יישום Gold - 198 מאפשר גידול בייצור נפט גולמי שכן הוא משפר את תהליך קידוח הבארות והתאוששותן המשנית. לבסוף, חנקן - 15, אחד הנפוצים ביותר, הוביל לטובה את התקדמות הרפואה מכיוון שהוא אחד המרכיבים העיקריים של תהודה מגנטית המשמשים לראות תמונות ברורות של פנים הגוף.
