Изото́пы (от изо… и греч. τόπος – место), разновидности атомов одного и того же химического элемента, атомные ядра которых имеют одинаковое число протонов $(Z)$ и различное число нейтронов $(N)$. Изотопами называют также ядра таких атомов. Изотопы – нуклиды одного элемента, они занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов (отсюда название).

В 1886 г. У. Крукс, изучая редкоземельные элементы, впервые высказал идею о том, что один и тот же химический элемент может состоять из нескольких разновидностей атомов, имеющих различные атомные массы. Экспериментальные данные о существовании изотопов были получены в 1906–1910 гг. при изучении свойств радиоактивных элементов. Термин «изотопы» предложен Ф. Содди в 1910 г. Дж. Дж. Томсон в 1911 г. доказал существование изотопов в экспериментах с катодными лучами.

Для обозначения изотопов используются индексы, сопровождающие химический символ элемента. Массовое число $A$ (суммарное количество протонов и нейтронов в ядре) обозначается левым верхним индексом, иногда указывается также зарядовое число (число протонов) $Z$ – левым нижним индексом.

По своим ядерным свойствам (спектр энергетических уровней, способность вступать в те или иные ядерные реакции и др.) изотопы, как правило, имеют мало общего между собой. В подавляющем большинстве случаев вещества, различающиеся только изотопным составом, обладают одинаковыми химическими и почти одинаковыми физическими свойствами, т. к. на структуру электронной оболочки атома влияет практически только заряд ядра. Поэтому выделение какого-либо изотопа из природной смеси – сложная задача, для решения которой используются небольшие различия в скоростях испарения, диффузии и другие методы. Исключением являются изотопы лёгких химических элементов. Изотопы водорода $^1\text{H},\ ^2\text{H},\ ^3\text{H}$ столь сильно отличаются по массе, что физические и даже химические свойства водорода разного изотопного состава различны.

Условно различают стабильные и нестабильные (радиоактивные) изотопы. Стабильными называют изотопы, время жизни которых много больше возраста Земли. Число стабильных изотопов у химических элементов с чётным $Z$ может достигать 10 (например, у $\text{Sn}$). Элементы с нечётным $Z$ имеют не более двух стабильных изотопов. Для всех химических элементов искусственно получены радиоактивные изотопы.

Содержание отдельных изотопов в их естественной смеси несколько отличается для образцов, взятых из разных мест земной коры. Для лёгких химических элементов это связано, как правило, с изменением изотопного состава при испарении, растворении, диффузии и др. Для $\text{Pb}$ вариации изотопного состава объясняются различным содержанием в разных источниках (рудах, минералах и др.) родоначальников радиоактивных рядов.

Изотопы применяются в экспериментальной физике, химии, биологии, ядерной энергетике, медицине, экологии, материаловедении, технике. Производство изотопов и торговля ими образуют значимый и растущий сегмент мировой экономики.