已發現質量數從212到236的25種釷同位素。
天然釷幾乎全由232Th組成，還含有1.35×10-8%的228Th以及小量含量不定的234Th，230Th，231Th和229Th。
天然釷中，228Th/232Th比等於其半衰期之比，228Th是232Th的衰變產物，與母體處於長期平衡中。然而，在輻照釷中228Th/232Th比可能提高，因為232U的α衰變生成附加的228Th。
當釷礦中有鈾存在時，天然釷就含有238U衰變鏈成員234Th和230Th以及235U衰變鏈成員231Th和227Th。232Th俘獲一個中子生成233Th，後者經2次β衰變生成易裂變核素233U，故232Th是重要的次級核燃料。
半衰期為7340年的229Th是233U的長壽命的子體，以很低的濃度存在於老化的輻照釷中。
