位素之一，在天然氙元素中排第三位，丰度约为21.2%，与前两个同位素氙-132、氙-129相当，约各佔三分之一。氙-131与氙-129都具有非零的固有角动量（自旋，可用于核磁共振）。利用圆极化光和铷气体，氙的核自旋对齐可以超越普通的极化。如此产生的自旋极化能够超过其最高可能值的50%，远远大于玻尔兹曼分佈的平衡值（在室温下通常不超过最高值的0.001%）。这种非平衡态的自旋对齐是短暂的，称为超极化现象。对氙进行超极化的过程叫做光抽运（但不同于激光抽运）。氙-131有一种核同质异能素激发能量为163.