具有相同质子数,不同中子数或同一元素的不同核素互为同位素(Isotopes).
以上定义中的原子是广义的概念,指微观粒子.质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素.
例如氢有三种同位素,H氕、D氘（又叫重氢）、T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素,例如 12C、13C和 14C（有放射性）等.
同位素是同一元素的不同原子,其原子具有相同数目的质子,但中子数目却不同（例如氕、氘和氚,它们原子核中都有1个质子,但是它们的原子核中分别有0个中子、1个中子及2个中子,所以它们互为同位素）.
同位素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,化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异）,但原子质量或质量数不同,从而其质谱性质、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.同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳14,一般用14C来表示）.
在自然界中天然存在的同位素称为天然同位素,人工合成的同位素称为人造同位素.如果该同位素是有放射性的话,会被称为放射性同位素.每一种元素都有放射性同位素.有些放射性同位素是自然界中存在的,有些则是用核粒子,如质子、a粒子或中子轰击稳定的核而人为产生的.
同位素是指原子具有相同数目的质子,但却有不同数目的中子的元素.例如氕、氘和氚,它们原子核中都有1个质子,但是它们的原子核中分别有0个中子,1个中子及2个中子,所以它们互为同位素. 其中,氕相对原子质量为1.007947,氘相对原子质量为2.274246,氚相对原子质量为3.023548,氘几乎比氕重一倍,而氚则几乎比氕重三倍.