一个原子是由带正电的“质子”、不带电的“中子”及带负电的“电子”组成 (除了氢原子，其不包含中子以外)。原子是根据原子核中的质子和中子数分类，质子数决定元素种类, 中子数决定元素的同位素。同位素是指一类具有相同的质子数，但是包含不同的中子数的相同的化学元素。因此，同位素之间的区别在于不同的质量数，而不是原子序数。 例如：碳-12(12C)，碳-13(13C) 和碳-14(14C)是三种碳元素的同位素，质量数分别为12、13 和14，而碳元素的原子序数为6，因此这三种碳元素的中子数分别为12−6 = 6, 13−6 = 7, 和14–6 = 8。稳定性同位素是一种不衰变的化学同位素，因此不具有放射性。不稳定性同位素其原子具有不稳定原子核，并且原子核通过热能、光子或者放射性衰变等形式进行能量衰退。如果不稳定性同位素是以放射性衰变的形式进行能量衰退，化学家和物理学家通常将此同位素称为放射性同位素。放射性同位素按其来源可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素。前者存在于自然界的矿石之中，如232Th、237Np、235U、226Ra等。人工放射性同位素则是借助于核反应堆和带电粒子加速器等手段，采用人工方法制备。
放射性同位素具有以下三个特性：
第一，能放出各种不同的射线。有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线。还有中子射线。其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷。
第二，放出的射线由不同原子核本身决定。例如钴－60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴－60最终变成了稳定的镍－60。
第三，具有一定的寿命。人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期。例如钴－60的半衰期大约是5年。
放射性同位素应用：
放射性同位素能自发产生对物质具有穿透能力的α射线、β射线、γ射线或中子射线，制备主要方式为核反应堆生产的丰中子同位素、带电粒子加速器生产多为贫中子的同位素和从核燃料后处理料液中分离提取裂片同位素。放射性同位素技术已经广泛应用于国民经济的许多领域，在工业、农业、医学、资源环境、军事科研诸多领域的应用已获得了显着的经济效益、社会效益、环境效益，是核能利用的一个重要方面。