Всі вони стабільні. Загалом відомо 66 ізотопів талію з масовими числами від 176 до 217, 24 з яких — метастабільні. З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають Tl204 (3,8 років) і Tl202 (12,3 днів). Застосування Талій і його сполуки мають невелике за обсягом, але різноманітне застосування.