單一同位素元素是僅具有單一穩定同位素（核素）的元素。 只有 26 個元素具有此屬性。 下一節中給出了一個列表。

穩定性是通過實驗為化學元素定義的，因為有許多原子序數超過 ~ 40 的穩定核素在理論上是不穩定的，但顯然半衰期很長，以至于沒有直接或間接觀察到它們（通過產品測量） 腐爛。

除單一情況外，單同位素元素的特征在于奇數個質子（奇數 Z）和偶數個中子。 由于核配對效應的能量增益，奇數個質子給奇數 Z 的同位素帶來不穩定性，在較重的元素中，這需要一組完全配對的中子來抵消這種趨向穩定的趨勢。 （Z為奇數、中子數為奇數的五種穩定核素為氫2、鋰6、硼10、氮14、鉭180m1。）

奇 Z 規則的單個單核例外是鈹； 它的單一穩定原始同位素鈹 9 具有 4 個質子和 5 個中子。 由于對 α 衰變的不穩定性，這種元素無法獲得具有相同數量的中子和質子（鈹 8，各 4 個）的穩定同位素，而由于氦 4 原子核的緊密結合，這種情況受到青睞。 由于這種輕元素的質子/中子比率非常大的不匹配，因此無法獲得具有 4 個質子和 6 個中子的穩定同位素。 （盡管如此，鈹 10 的半衰期為 136 萬年，太短而不能成為原始元素，但對于具有這種不平衡的輕同位素來說，它仍然具有不尋常的穩定性。）

這組單同位素元素重疊但與 21 種單核元素的集合不同，后者的特征是基本上只有一種在自然界中發現的同位素（核素）。 其原因是自然界中存在某些長壽命的放射性原始核素，它們可能與單同位素形成混合物，從而阻止它們成為天然的單核素。 這發生在 7 (26 ? 19 = 7) 種單同位素元素的情況下。 這些同位素是單同位素，但由于長壽命放射性原始核素的存在，它們不是單核素。 這些元素是釩、銣、銦、鑭、銪、镥和錸。 請參閱下面的列表； 在兩個著名的例子中（銦和錸），長壽命放射性核素實際上是自然界中最豐富的同位素，而穩定同位素則較少。

在另外 2 種情況下（鉍和鏷），單核元素原始出現，它們不是單同位素，因為天然存在的核素具有放射性，因此該元素根本沒有穩定同位素。 對于單同位素元素，它必須具有一個穩定的核素。

非單核元素標有星號，并給出了長壽命的原始放射性同位素。 在兩個值得注意的例子中（銦和錸），天然存在的豐度最高的同位素是輕度放射性同位素，而在銪的情況下，將近一半是。

• 鈹9
• 氟 19
• 23鈉
• Aluminum-27
• 磷-31
• 鈧45
• 釩 51* 天然存在，含有 0.25% 的放射性釩 50
• 55錳
• 鈷-59
• 砷-75
• 銣 85* 天然存在，含 27.835% 的放射性銣 87
• 釔 89
• 鈮93
• 銠103

• Indium-113* 與大部分 (95.7%) 放射性同位素 indium-115 天然存在
• 碘 127
• 銫 133
• Lanthanum-139* 與 0.09% 放射性鑭-138 天然存在
• 鐠141
• Europium-153* 天然存在，含有 47.8% 的放射性 Europium-151
• 鋱159
• 165鈥
• 169銩
• Lutetium-175* 與 2.59% 的放射性 Lutetium-176 天然存在
• 錸 185* 天然存在，大部分 (62.6%) 放射性同位素錸 187
• Gold-197