ルテチウム(Lu)の同位体のうち天然に生成するものは、安定同位体Lu（天然存在比97.41%）のみである。33種類の放射性同位体が知られ、最も安定なLu（天然存在比2.59%）の半減期は3.78×10年、Luの半減期は3.31年、Luの半減期は1.37年である。その他は全て9日以内で、そのほとんどは30分以内である。18種類の核異性体もあり、安定なものはLu (半減期160.4日)、Lu (半減期142日)、Lu (半減期23.1分)である。原子量は149.973から183.961の間に存在し、最も安定なLuよりも軽い同位体は電子捕獲によりイッテルビウムに、Luよりも重い同位体はベータ崩壊によりハフニウムに崩壊する。標準原子量は174.967(1) uである。

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