Magnezyumun en bol izotopunda 12 nötron vardır; bu nedenle teknik olarak magnezyum-24 olarak bilinir. Herhangi bir elementin izotopundaki nötron sayısını hesaplamak, o elementin atom sayısını atom ağırlığından çıkarmayı içerir. Magnezyum'un sayısı 12, ağırlığı ise 24'ten fazla.
Magnezyum üç stabil izotopa sahiptir: Mg-24, Mg-25 ve Mg-26. Bunlardan Mg-24 en yaygın olanıdır ve tüm doğal olarak meydana gelen magnezyumun yüzde 78'inden fazlasını temsil eder. Mg-25, Mg-24'ten daha fazla bir nötron içerir ve Mg-26, iki tane daha içerir. Magnezyumun dengesiz izotopları yedi ila 28 nötron arasındadır, ancak bunların dakikalardan pikosaniyelere kadar ölçülen yarı ömürleri vardır.
