同一元素中^*质子(proton)数相同，^*中子(neutron)数不同的各种原子互为同位素。其化学特性相同，但物理特性不同。同位素以质量数与其专用名称或化学符号相结合的方式来表达，如铀-235，U-235，235U。天然元素均为同位素的混合物，例如氢主要由¹H(氕，98.44%)和少量的²H(氘)两种原子组成。第三种同位素³H(氚)为天然微量元素(1/10¹⁷)，但可人工制得。放射性同位素在原子反应堆和原子武器上的用途极大。因此，基于不同的物理特性，可采用多种复杂的方法分离同位素。分离方法有气体和热扩散法、离心法、电解法和电磁反应法。