Alle Elemente haben ein oder mehrere Isotope, atomare Variationen, bei denen die Anzahl der Protonen und auch die Ordnungszahl gleich sind, die Anzahl der Neutronen jedoch variiert, was zu unterschiedlichen Atommassen führt. Beispielsweise hat elementarer Wasserstoff drei natürlich vorkommende Isotope. Die häufigste Form ist das Wasserstoffatom, das keine Neutronen enthält, das zweite ist Deuterium, das ein Neutron enthält und das dritte ist Tritium, das zwei Neutronen enthält. Während das Standard-Wasserstoffatom und Deuterium unter natürlichen Bedingungen stabil sind, zerfallen viele andere Isotope wie Tritium durch Energieemission in andere Substanzen und werden als radioaktive Isotope bezeichnet. Das Tritium-Atom unterliegt einem Beta-Zerfall. Eines seiner beiden Neutronen wird durch die Emission eines Elektrons in ein Proton umgewandelt. Dies führt zu einem stabileren, nicht radioaktiven Helium-3-Isotop, das zwei Protonen und ein Neutron enthält. Der Zerfall radioaktiver Isotope erfolgt mit konstanter Geschwindigkeit, welches die Grundlage für radiometrische Datierung ist, eine Technik zur Bestimmung des geologischen Alters.