Naturlige forekommende lutetium består av to isotoper: den stabile isotopen (97,41 %), som også er den eneste stabile isotopen, og den ustabile, radioaktive isotopen (2,59 % av naturlig forekommende lutetium). Av de 34 radioaktive isotopene er den naturlig forekommende mest stabil, med en halveringstid på 3,78 x 10 (37,8 milliarder) år. har en halveringstid på 3,31 år og på 1,37 år. Alle andre isotoper har en halveringstid på 9 dager eller mindre.