152Sm (26,63 %), 154Sm (22,53 %) і один радіоактивний ізотоп l47Sm (15,07 %, з періодом напіврозпаду 130 млрд років, α-випромінювач). Хімічні властивості Самарій повільно, а при температурі вище 150 °C активно реагує з киснем повітря з утворенням самарій (ІІІ) оксиду: