원자번호는 다르지만 원자 질량인 양성자와 중성자수의 합이 같은 원소를 말한다.

동중원소는 질량수에 따른 공통적인 특징이 있으나 중성자 수에 따라 쿨롱 힘이 달라지기 때문에 중성자수가 홀수일 때는 안정된 핵이 1개이지만, 중성자 수가 짝수일 때는 안정된 핵이 2~3개가 될 수 있다. 예로는 ⁴⁰Cl, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca, ⁴⁰S 등이 있다.