有5个稳定同位素和2个观测上稳定的同位素，这7种同位素都可以在天然的氙元素中找到，是所有元素中，稳定元素第二多的元素。除这些稳定同位素之外，氙还有40多种不稳定同位素。其中寿命最长的为Xe，它会进行双β衰变，半衰期为2.11年。氙同位素的相对比例对研究太阳系早期历史有重要的作用。
自然存在的氙同位素.在自然存在的氙元素中存在9种不同的氙同位素，其中有5个稳定同位素、2个观测上稳定的同位素和2个极微弱放射性同位素。由于Xe根据预测能够进行双重β衰变，但这未经实验证明，因此该同位素仍被