Bir elementin kütle numaraları farklı olan atomlarına izotop atomlar denir. İzotoplar, aynı elementin atomları oldukları için bunların proton sayıları aynıdır. Kütle farkı, nötron sayılarının farklı olmasından kaynaklanmaktadır.

 proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olduğundan birbirlerinin izotoplarıdır.

İzotopların (hem proton hem de elektron sayıları birbirine eşit olduğundan) kimyasal özellikleri aynıdır. Atom kütlelerinin farklı olmasından dolayı izotopların fiziksel özellikleri farklıdır.

İzotopları belirtmek için element adı ardından “—” işareti ve kütle numarası belirtilir: C-12, C-13 gibi.

Bir elementin izotoplarının atom kütleleri ve doğada bulunma yüzdeleri (bağıl bolluk) kütle spektrometresi adı verilen aygıtlarla belirlenir.

Doğadaki elementler iki ya da daha çok izotop atomlarının karışımı halinde bulunur. İzotopların kütlelerinin farklı olması elementin atom kütlesini de etkilemektedir. Her izotop doğada bulunuş yüzdesi oranında elementin ortalama atom kütlesini etkilediğinden elementlerin atom kütlelerinin çoğu tam sayı halinde değildir. İzotopların bulunuş yüzdeleri ise kütle spektrometresi ile ölçülmektedir. Bir elementin ortalama atom kütlesinin, o elementin doğal izotoplarının doğada bulunuş yüzdelerine bağlı olarak nasıl hesaplanacağı aşağıdaki formülde verilmiştir.