'n Sintetiese radio-isotoop, is 'n radionuklied wat nie in die natuur aangetref word nie: daar bestaan geen natuurlike proses of meganisme wat dit vervaardig nie of dit is so onstabiel dat dit verval in 'n baie kort tydsbestek. Voorbeelde hiervan is tegnesium-95 en promethium-146. Baie van hierdie isotope word gevind en ontgin vanuit gebruikte kernbrandstof. Sommige daarvan word in partikelversnellers vervaardig. Sommige sintetiese radio-isotope word ontgin vanuit die uitgeputte brandstofstawe van kernreaktore wat verskeie fissieprodukte bevat. Daar word byvoorbeeld geraam dat tot en met 1994 sowat 49 000 TBq (78 ton) tegnesium in kernreaktors vervaardig is, wat dit by verre die grootste bron van tegnesium op aarde maak. Slegs 'n klein hoeveelheid daarvan word kommersieel aangewend. Ander sintetiese isotope word in beduidende hoeveelhede deur kernsplitsing geproduseer, maar word nie herwin nie. Ander isotope word vervaardig deur neutronbestraling van moederisotope in 'n kernreaktor (Tc-97 word byvoorbeeld vervaardig deur neutronbestraling van Ru-96) of deur die bombardeer van moederisotope met hoë-energie partikels vanaf 'n partikelversneller. . Die meeste sintetiese radio-isotope is uiters radio-aktief en het kort halfleeftye.