Isotoper är varianter av samma kemiska grundämne som har samma atomnummer (samma antal protoner i kärnan och elektroner i banor) men olika atomvikter (olika antal neutroner i kärnan).
De kemiska egenskaperna hos isotoper av samma element är praktiskt taget desamma, eftersom de bestäms av antalet elektroner i atomens yttre elektronskikt. De fysikaliska egenskaperna hos isotoper, såsom densitet, värmekapacitet, hastighet av kemiska reaktioner, etc., kan dock skilja sig markant på grund av skillnader i atommassorna.
Närvaron av isotoper förklaras av möjligheten att det finns kärnor med olika antal neutroner med samma antal protoner. Kärnor med samma antal protoner men olika antal neutroner kallas isotoper.
Isotoper används i stor utsträckning inom vetenskap och teknik – inom geologi för att bestämma mineralers ålder, inom medicin för att diagnostisera och behandla sjukdomar, inom industrin för att mäta tjocklek och densitet av material etc. Således är isotoper ett viktigt verktyg inom många områden.