Bir demir atomundaki nötronların sayısı değişkendir, en yaygın sayı 30'dur. Protonların sayısı bir atomun teşhisi olup öğeyi değiştirmeden değişmez, nötronların sayısı izotoplara göre değişir.
Demir dört sabit izotopa sahiptir, demir 56 en bol olanıdır. Bu izotop, doğada bulunan demirin neredeyse yüzde 92'sini temsil eder ve atomları 30 nötron içerir. Demirin diğer kararlı izotopları 29, 31 veya 32 nötron içerebilir. Buna karşılık, demir 74, 48 nötronu vardır ve 638'in üzerinde nanosaniye içinde bozunmaktadır.
