Sesium het ten minste 39 isotope wat meer is as al die ander elemente buiten frankium. Die atoommassas van hierdie isotope wissel van 112 tot 151. Al het hierdie element 'n groot aantal isotope het dit slegs een stabiele isotoop wat natuurlik voorkom naamlik, 133Cs. Die meeste van ander isotope het halfleeftye van 'n paar dae tot 'n fraksie van 'n sekonde. die radiogeniese isotoop Sesium-137 is gebruik in hidrologiese studies op soortgelyke wyse as tritium (3H). 137Cs word geskep deur kernontploffings en in kernkragstasies en is onder andere in die atmosfeer vrygelaat deur die bekende Tsjernobil-kernramp. Die isotope (137Cs) is een van die vele produkte van kernsplitsing (kernfissie) en ontstaan direk uit die splitsing van die uraanatoom.