izotòpai (gr. isos – vienodas, lygus, panašus + topos – vieta), cheminio elemento atomai, turintys tą patį branduolio krūvį, bet skirtingą masę (vienodą protonų, bet skirtingą neutronų skaičių). Beveik visų cheminių elementų yra po kelis izotopus. Pvz., žinomi trys pagrindiniai vandenilio izotopai: protis (lengvasis vandenilis 1H), kurio atomo branduolyje yra vienas protonas (masės skaičius lygus 1), deuteris (sunkusis vandenilis 2H, arba D), kurio atomo branduolyje yra vienas protonas ir vienas neutronas, tritis (supersunkusis vandenilis 3H, arba T), kurio atomo branduolyje yra vienas protonas ir du neutronai. Pročio (99,9885 %) ir deuterio (0,0115 %) randama gamtoje, labai mažas kiekis tričio gali susidaryti aukštesniuose atmosferos sluoksniuose iš neutronų veikiamo azoto izotopo 14N. Tritis sintetinamas branduoliniuose reaktoriuose. Vandenilio izotopų cheminės ir fizikinės savybės skirtingos, tas skirtumas ryškesnis negu bet kurių kitų elementų. Skiriasi ne tik pačių izotopų, bet ir junginių, kuriuos jie sudaro, savybės. Stabiliųjų izotopų yra daug mažiau negu nestabiliųjų, arba radioaktyviųjų. Pvz., iš devyniolikos žinomų jodo izotopų stabilus tik 127I. Stabiliųjų izotopą turi cheminiai elementai, kurių atomų branduolio krūvis (atominis skaičius) mažesnis negu 83 (bismuto 83Bi), bet technecis (43Tc) ir prometis (61Pm) neturi stabiliųjų izotopų; jų radioaktyvieji izotopai gaunami tik dirbtiniu būdu. Cheminių elementų, kurių atominis skaičius nuo 84 (84Po) iki 92 (92U), visi izotopai radioaktyvūs (visi jų izotopai randami ir gamtoje). Transuraniniai cheminiai elementai gaunami tik dirbtiniu būdu ir yra labai nestabilūs. Radioaktyvieji izotopai dažnai per branduolinį skilimą virsta stabiliaisiais, pvz., urano izotopas 238U per daugiapakopį radioaktyvųjį skilimą (išspinduliuojamos α ir β dalelės) gali virsti stabiliuoju švino izotopu 206Pb. Stabilieji izotopai iš jų mišinio atskiriami elektromagnetiniais, difuziniais (dujų ir terminės difuzijos), cheminiais ir kitais būdais. Nestabilieji izotopai, susidarantys per įvairius radioaktyviuosius virsmus, gali būti atskirti vienas nuo kito vienu ar keliais fizikiniais cheminiais metodais: garinimu, elektrocheminiu nusodinimu, ekstrakcija, jonų mainų, nusodinimo reakcijomis ir kitais būdais. Radioaktyvieji izotopai daugiausia naudojami medicinoje, geologijoje, biologijoje, biochemijoje, energetikoje, chemijos ir karo pramonėje.
Izotopo terminą pradėjo vartoti F. Soddy juo pavadindamas to paties cheminio elemento skirtingos masės atomus.