jokaisen atomin ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Kun taas protonien määrä määrittelee alkuaineen (esim. vety, hiili jne.) ja protonien ja neutronien summa antaa atomimassan, neutronien lukumäärä määrittelee kyseisen alkuaineen isotoopin. Esimerkiksi useimmat hiili (≈ 99 %) on 6 protonia ja 6 neutronia on kirjoitettu 12C vastaamaan sen atomimassa., Kuitenkin noin 1% hiiltä Maapallon biosfäärin on 6 protonia ja 7 neutronia (13C) muodostavat raskas vakaa isotooppi tämä tärkeä elementti. Stabiilit isotoopit eivät hajoa muiksi alkuaineiksi. Sen sijaan radioaktiiviset isotoopit (esim.14C) ovat epästabiileja ja hajoavat muiksi alkuaineiksi.
vähemmän runsas vakaa isotooppi(t) tekijä, yksi tai kaksi ylimääräisiä neutroneja kuin protoneja, ja ovat siten raskaampia kuin yleisempää vakaa isotooppi niille elementtejä., Sekä raskaat että kevyet stabiilit isotoopit osallistuvat vapaasti kemiallisiin reaktioihin sekä biologisiin ja geokemiallisiin prosesseihin, mutta nopeus, jolla raskaat ja kevyet stabiilit isotoopit reagoivat fysikaalisten tai kemiallisten reaktioiden aikana, vaihtelee. Kemiallisia sidoksia ja houkuttelevia voimia atomien raskaat stabiilit isotoopit ovat vahvempia kuin ne, enemmän yhteistä, kevyempiä isotooppeja elementin. Seurauksena, raskaammat isotoopit reagoivat hitaammin kuin kevyemmät isotoopit johtaa isotooppien erottaminen tai fraktiointi välillä lähtöaineen ja tuotteen sekä fyysisiä ja biologisia reaktioita., Jakotislaamalla raskas ja kevyt vakaa isotooppien on tärkeää, koska se a) tuottaa vaihtelua vakaa isotooppien suhde eri osa-altaat ja b) vahvistetaan isotoopin signaalia, joka voi osoittaa olemassaolon tai suuruuden keskeisten prosessien kanssa alkuaine pyöräily.