Radioaktīvie izotopi ir elementa atomi, kas modificēti tādā veidā, ka tā kodolā ir atrasts lielāks neitronu skaits nekā sākotnējā elementā, tāpēc šī jaunā atoma ārējā apvalkā ir tāds pats elektronu skaits, tas pats atomu skaitlis, kas atbilst protonu skaitam kodolā, kas nosaka tā atrašanās vietu periodiskajā tabulā, bet atšķirīga atoma masa vai atoma svars, jo šī pēdējā vērtība atbilst neitronu un protonu summai kodolā.

Katram no dažādajiem atomiem ir savi izotopi, pat vienam un tam pašam atomam var būt daudz veidu izotopu, daži no tiem ir stabili, bet citi, piemēram, urāns, ir diezgan nestabili, tāpēc atoms izstaro starojumu spontāni, vienlaikus kļūstot par stabilāku atomu, kas izraisa tā saukšanu par radioaktīvo izotopu. Iespējams, ka pēc pirmās kodola sadalīšanās atoms nestabilizēsies, tāpēc process turpinās, līdz tas sadalās jaunā atomā.Šis process var notikt vairākas reizes, līdz tiek sasniegta stabilitāte, šajā secīgi iegūtie atomi process ir pazīstams kā virkne vai radioaktīva saime.

Daudzi izotopi parasti ir sastopami dabā, tomēr tos var ražot arī kodollaboratorijās, bombardējot noteikta elementa atomus ar subatomiskām daļiņām. Lai tos varētu identificēt, to identificēšanai tika izveidota nomenklatūra, kurā ir noteikts, ka elementa simbolam kreisajā pusē ir apakšindekss ar tā atomu numuru un virsrakstā arī kreisajā pusē ar masas numuru, tas ir apgrūtinoši. Gadījumos, kad vēl viena pieņemtā nomenklatūra ir elementa nosaukuma pievienošana ar defisi un masas skaitli, piemērs varētu būt ogleklis-14, kas atbilst vienam no pazīstamākajiem radioaktīvajiem izotopiem, piemēram, ogleklis 14.

Radioaktīvos izotopus plaši izmanto dažādos rūpniecības procesos un pat tādās zinātnēs kā medicīna.

Medicīnā filiāle, kas pazīstama kā kodolmedicīna, ir balstīta uz radioaktīvo izotopu izmantošanu gan diagnostikas nolūkos, gan dažu slimību ārstēšanai. No diagnostikas viedokļa viens no visplašāk izmantotajiem ir magnijs-99, ko izmanto kaulu gammagrammas pētījumā, lai iegūtu skeleta attēlus, kas uzrāda palielinātu uzņemšanu traumu dēļ, kas rodas sekundāru kaulu problēmu dēļ, kā arī dažu audzēju metastāžu klātbūtnes dēļ. Daži izotopi, piemēram, kobalts-60, tiek izmantoti vēža ārstēšanā, kas pazīstams kā staru terapija, pateicoties to īpašībām izstarot starojumu, kas spēj iznīcināt audzēja šūnas.

Vēl viens svarīgs radioaktīvo izotopu pielietojums ir organiskā parauga datu iegūšana, izmērot oglekļa-14 līmeni tajā plastmasas ražošanas procesos, lai tam būtu lielāka siltuma un elektriskās izolācijas spēja, kā arī cauruļu metinājumu pārbaude un plaisu identificēšana, ja tiek izmantots iridijs-192.