已知的氖的同位素共有11種，包括氖17至氖27，其中氖20（90.48%）、氖21（0.27%）、氖22（9.25%）是穩(wěn)定的。氖21和氖22是核分裂產物，它們的來源已經很清楚了。氖20不是核分裂產物，對于其在地球上的豐度的來源有很激烈的爭論。導致氖的核反應是鎂24和鎂25的中子發(fā)射和α衰變，其產物相應的是氖21和氖22。α衰變主要是從鈾裂變系列來的，而中子則是α衰變的次級反應?？偟膩碚f這個反應系列導致低的氖20：氖22比例和在含鈾巖石中（比如花崗巖）可以觀察到的高的氖21：氖22比例。這個同位素是通過鎂、鉀、硅和鋁的衰變導致的。通過對這三個同位素之間的比例的分析可以將宇宙部分的氖與巖漿里的氖和核反應產生的氖區(qū)分開來。這說明氖可能可以用來確定巖石和隕石的暴露時間^[4]。

火山氣體中含的氖中氖20的成分比較高。這些地幔中的氖同位素與大氣中的氖的來源可能不同。其中氖20的高含量可能來源于地球形成前，可能代表著太陽系的氖。金剛石中的氖20的含量也比較高，說明這個高含量可能的確來自于地球形成前太陽系星云的來源^[5]。