如果兩個原子質子數目相同，但中子數目不同，則他們仍有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素，所以兩者就叫同位素。有放射性的同位素稱為“放射性同位素”,沒有放射性的則稱為“穩定同位素”，并不是所有同位素都具有放射性。

　　自19世紀末發現了放射性以后，到20世紀初，人們發現的放射性元素已有30多種，而且證明，有些放射性元素雖然放射性顯著不同，但化學性質卻完全一樣。

　　1910年英國化學家F.索迪提出了一個假說，化學元素存在著相對原子質量和放射性不同而其他物理化學性質相同的變種，這些變種應處于周期表的同一位置上，稱做同位素。

　　不久，就從不同放射性元素得到一種鉛的相對原子質量是206.08，另一種則是208。1897年英國物理學家W.湯姆遜發現了電子，1912年他改進了測電子的儀器，利用磁場作用，制成了一種磁分離器（質譜儀的前身）。當他用氖氣進行測定時，無論氖怎樣提純，在屏上得到的卻是兩條拋物線，一條代表質量為20的氖，另一條則代表質量為22的氖。這就是第一次發現的穩定同位素，即無放射性的同位素。當F.W. 阿斯頓制成第一臺質譜儀后，進一步證明，氖確實具有原子質量不同的兩種同位素，并從其他70多種元素中發現了200多種同位素。到目前為止，己發現的元素有109種，只有20種元素未發現穩定的同位素，但所有的元素都有放射性同位素。大多數的天然元素都是由幾種同位素組成的混合物，穩定同位素約300多種，而放射性同位素竟達1500種以上。

　　1932年提出原子核的中子一質子理論以后，才進一步弄清，同位素就是一種元素存在著質子數相同而中子數不同的幾種原子。由于質子數相同，所以它們的核電荷和核外電子數都是相同的（質子數=核電荷數=核外電子數），并具有相同電子層結構。因此，同位素的化學性質是相同的，但由于它們的中子數不同，這就造成了各原子質量會有所不同，涉及原子核的某些物理性質（如放射性等），也有所不同。一般來說，質子數為偶數的元素，可有較多的穩定同位素，而且通常不少于3個，而質子數為奇數的元素，一般只有一個穩定核素，其穩定同位素從不會多于兩個，這是由核子的結合能所決定的。

　　同位素的發現，使人們對原子結構的認識更深一步。這不僅使元素概念有了新的含義

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