İzotoplar kütleleri ile tanımlanır. Atom kütlesi olarak da bilinen bu özellik, izotopta bulunan toplam proton ve nötron sayısıdır.
İzotoplar, aynı sayıda proton ve elektron içeren atomlardır. Her bir eleman, nükleon sayısı ile tanımlanan çoklu izotoplara sahip olabilir. Örneğin, hidrojen üç izotopa sahiptir: protium, döteryum ve trityum. Her izotopta aynı sayıda proton ve elektron bulunur, ancak farklı sayıda nötron vardır. İzotoplar ayrıca kararlı veya kararsız olarak tanımlanır. Kararsız izotoplar sonunda çürür ve başka bir izotop veya öğeye dönüşür. Bu bozulma süreci radyasyon olarak bilinir.