Atom
Berdasarkan definisi, dua atom dengan jumlah "proton" yang identik dalam intinya termasuk ke dalam unsur kimia yang sama. Atom dengan jumlah proton sama namun dengan jumlah "neutron" berbeda adalah dua isotop berbeda dari satu unsur yang sama. Sebagai contohnya, semua hidrogen memiliki satu proton, namun terdapat satu isotop hidrogen yang tidak memiliki neutron (hidrogen-1), satu isotop yang memiliki satu neutron (deuterium), dua neutron (tritium), dll. Hidrogen-1 adalah bentuk isotop hidrogen yang paling umum. Kadang-kadang ia disebut sebagai protium. Semua isotop unsur yang bernomor atom lebih besar daripada 82 bersifat radioaktif.
Kelimpahan alami unsur
Dari studi tentang Matahari dan meteorit-meteorit primitif, kini telah diketahui bahwa sistem tata surya awalnya memiliki komposisi isotop yang hampir homogen. Deviasi dari rata-rata galaktik (yang berubah) yang disampel secara lokal sekitar waktu ketika pembakaran inti Matahari dimulai, dapat secara umum diperhitungkan dengan pemeringkatan massa dan sejumlah terbatas peluruhan inti dan proses-proses transmutasi. Ada juga bukti penyuntikan isotop-isotop berjangka panjang pendek (kini hilang) dari ledakan supernova terdekat yang mungkin telah memulai runtuhnya nebula matahari. Jadi, penyimpangan dari kelimpahan alami di bumi biasanya dinyatakan dalam bagian per seribu (permil atau ‰) karena kurang dari satu persen (%).