同位素是具有相同 原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，它们的化学性质几乎相同，但原子量或质量数不同，从而导致它们的质谱行为、放射性转变和物理性质（例如在气态下的扩散本领）有所差异。
同位素的表示方法是在该元素符号的左上角注明质量数（即质子数与中子数之和），例如碳14通常用14C而不用C-14。
同位素主要分为两类：
稳定性同位素：
原子核不自发地发生衰变，大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物。
放射性同位素：
原子核会自发地发射α、β、γ等射线或粒子，同时自身发生变化，放出射线后生成新核素。
由于同位素的质子数相同，核电荷和核外电子数也相同，因此它们具有相同的电子层结构，这使得它们的化学性质几乎相同。然而，由于中子数的不同，同位素的原子质量和物理性质会有所不同，这些差异主要表现在质量上，例如熔点和沸点等。
同位素在多个领域有着广泛的应用，例如在医学领域，同位素用于医学成像和癌症治疗；在物理学领域，同位素用于核反应研究和材料科学；在和平利用核能方面，同位素用于核反应堆和核武器等。