Протактиній-227 і легші ізотопи, а також протактиній-231 переважно розпадаються по альфа-каналу, протактиній-232 і важчі ізотопи розпадаються переважно по бета-каналу. Ізотопи проміжних мас розпадаються через електронне захоплення. Кілька ізотопів протактинію зустрічаються у радіоактивних рядах: