将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩某种特殊的同位素的目的。例如，通过同位素分离可以将天然铀分离成浓缩铀和贫铀，这是为核电站以及铀核武器制造铀燃料的关键技术。钚核武器所使用的钚在反应堆中制成，同样需要制备某种特别的同位素。同位素分离的理论由查尔斯·汤斯首先提出。化学元素的提纯可以通过化学过程，但是由于相同元素的同位素拥有几乎完全相同的化学性质，使得化学方法几乎无法分离同位素，除非是分离氘。
分离技术.分离同位素的方法主要有三种：实际中应用的分离技术都在某种程度上利用了