Naturlig forekommende zirkonium består av 5 isotoper hvorav 4 er stabile: (51,45 %), (17,15 %), (17,15 %), (17,38 %), og én ustabil (og dermed radioaktiv): (2,8 %) med halveringstid 2,41 × 10 år. I tillegg er 28 kunstig fremstilte ustabile isotoper kjent. Av disse er de mest stabile med halveringstid 1,532 × 10 år, med halveringstid 83,4 døgn, med halveringstid 64,02 døgn, og med halveringstid 3,2674 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 10 minutter.