同位素是元素在原子核中质子数相同，但中子数不同的不同形态。例如，氧元素的三种同位素分别为氧-16、氧-17和氧-18，它们的质子数均为8，但中子数分别为8、9和10。同位素在化学性质和化合反应中表现出类似的特性，但在物理性质和放射性方面则有所差别。
同位素的重要性在于它们在不同领域的应用。在医学上，同位素用于放射性药物和医学成像，如放射性碘用于治疗甲状腺疾病和甲状腺癌，放射性核素用于心肌灌注显像等。在地球科学领域，同位素被用于研究地质历史、地球化学和古生物学等问题。在工业上，同位素用于放射性示踪、辐射杀菌和探测器等领域。
例如，碳-14是一种放射性同位素，它在古生物学研究中被广泛应用。通过测定化石或古代物品中碳-14的半衰期，可以估计出这些物品的年龄。同样地，氢-2和氢-3是氢的两种同位素，在核聚变反应中被广泛应用。其中氢-2和氢-3是镭、锕、钚等元素的重要衰变产物，对研究核物理学和原子能应用具有重要意义。