O ferro tem quatro isótopos naturais: o 54Fe, 56Fe, 57Fe e o 58Fe, com uma abundância de 5,845%, 91,754%, 2,119% e 0,282% respectivamente. Além disso, o 54Fe é um isótopo possivelmente radioativo com um meia-vida superior a 3,1×1022 anos. São conhecidos 24 radioisótopos cujas meias-vidas são apresentadas mais adiante numa tabela.

Grande parte do trabalho que tem sido realizado na medição da composição isotópica do ferro tem se concentrado em determinar as variações do 60Fe devido aos processos que acompanham a nucleossíntese (p.ex.: em estudos de meteoritos) e na formação de minerais. Na última década, entretanto, os avanços na tecnologia de espectrometria de massa tem permitido a detecção e quantificação das variações de origem natural nas razões dos isótopos estáveis do ferro. Muito deste trabalho tem sido dirigido pelas comunidades de geociência e de ciência planetária, ainda que as aplicações aos sistemas biológicos e industriais estejam começando a surgir.

Massa atômica padrão: 55.845(2) u

Ferro-56

O isótopo 56Fe é aquele com menor massa em núcleons, 930,412 MeV/c2, ainda não o isótopo com mais alta energia de ligação nuclear por núcleon, o qual é o níquel-62.Fewell, M. P.. The atomic nuclide with the highest mean binding energy. American Journal of Physics'' 63 (7): 653-58. . URL:http://adsabs.harvard.edu/abs/1995AmJPh..63..653F. Accessed: 2011-03-22. Entretanto, devido a detalhes de como funciona a nucleossíntese, 56Fe é um objetivo mais comum das cadeias de fusão dentro das estrelas muito massivas e portanto é mais frequente no universo, em comparação com outros metais, incluindo 62Ni, 58Fe e 60Ni, todos os quais tem uma energia de ligação muito alta.

Ferro-57

O isótopo 57Fe é amplamente utilizado na espectroscopia Mössbauer, devido à escassa variação natural na energia de transição nuclear.

Ferro-60

O isótopo 60 Fe tem uma meia-vida de 2,6 milhões de anos, mas até 2009 se pensava que teria uma meia-vida de 1,5 milhão de anos. Decai mediante desintegração beta a cobalto-60. É possível que a energia liberada pela desintegração de 60Fe tenha contribuído, junto com a energia liberada pela desintegração do radioisótopo 26Al, pela refusão e diferenciação dos asteroides depois que se formaram há 4600 milhões de anos.Pedro Oliveira; The Elements; PediaPress. - books.google.com.brAlex N. Halliday; Early Earth: The Origin of the Earth - What's New?]; ELEMENTS, August 2006, v. 2, p. (4): 205-210, doi:10.2113/gselements.2.4.205 - Abstract, PDF A abundância de 60Ni presente em material extraterrestre pode também fornecer mais pistas sobre a origem do sistema solar e sua história primordial.Harry Y. McSween, Jr, Gary R. Huss; Cosmochemistry; Cambridge University Press, 2010. - books.google.com.br

Tabela

símbolodo nuclídeo Z(p) N(n)  massa isotópica (u)  meia-vida método(s) dedecaimentoAbreviações:CE: Captura eletrônicaTI: Transição isomérica isótopo(s)filho(s)Em negrito para os isótopos estáveis spinnuclear Composiçãoisótopicarepresentativa(fração molar) faixa de variaçãonatural(fração molar) energia de excitação45Fe 26 1945.01458(24)#4.9(15) ms[3.8(+20-8) ms] p 44Mn3/2+# 2p 43Cr46Fe 26 2046.00081(38)#9(4) ms[12(+4-3) ms] β+ (>99.9%) 46Mn0+ β+, p (<.1%) 45Cr47Fe 26 2146.99289(28)#21.8(7) ms β+ (>99.9%) 47Mn7/2-# β+, p (<.1%) 46Cr48Fe 26 2247.98050(8)#44(7) ms β+ (96.41%) 48Mn0+ β+, p (3.59%) 47Cr49Fe 26 2348.97361(16)#70(3) ms β+, p (52%) 48Cr(7/2-) β+ (48%) 49Mn50Fe 26 2449.96299(6)155(11) ms β+ (>99.9%) 50Mn0+ β+, p (<.1%) 49Cr 51Fe 26 25 50.956820(16) 305(5) ms β+ 51Mn 5/2- 52Fe 26 26 51.948114(7) 8.275(8) h β+ 52Mn 0+ 52mFe 6.81(13) MeV 45.9(6) s β+ 52Mn (12+)# 53Fe 26 27 52.9453079(19) 8.51(2) min β+ 53Mn 7/2- 53mFe 3040.4(3) keV 2.526(24) min TI 53Fe 19/2- 54Fe 26 28 53.9396105(7)Aparentemente estávelAcredita-se que decaia β+ a 54Cr com uma meia-vida de mais de 3,1 × 1022 a 0+ 0.05845(35) 0.05837-0.05861 54mFe 6526.9(6) keV 364(7) ns 10+ 55Fe 26 29 54.9382934(7) 2.737(11) a CE 55Mn 3/2- 56FeMenor massa por núcleo de todos os radionuclídeos, produto final da nucleossíntese estelar 26 30 55.9349375(7)Estável 0+ 0.91754(36) 0.91742-0.91760 57Fe 26 31 56.9353940(7)Estável 1/2- 0.02119(10) 0.02116-0.02121 58Fe 26 32 57.9332756(8)Estável 0+ 0.00282(4) 0.00281-0.00282 59Fe 26 33 58.9348755(8) 44.495(9) d β- 59Co 3/2- 60Fe 26 34 59.934072(4) 2.6×106 a β- 60Co 0+ 61Fe 26 35 60.936745(21) 5.98(6) min β- 61Co 3/2-,5/2- 61mFe 861(3) keV 250(10) ns 9/2+# 62Fe 26 36 61.936767(16) 68(2) s β- 62Co 0+ 63Fe 26 37 62.94037(18) 6.1(6) s β- 63Co (5/2)- 64Fe 26 38 63.9412(3) 2.0(2) s β- 64Co 0+ 65Fe 26 39 64.94538(26) 1.3(3) s β- 65Co 1/2-# 65mFe 364(3) keV 430(130) ns (5/2-)66Fe 26 4065.94678(32)440(40) ms β- (>99.9%) 66Co0+ β-, n (<.1%) 65Co67Fe 26 4166.95095(45)394(9) ms β- (>99.9%) 67Co1/2-# β-, n (<.1%) 66Co 67mFe 367(3) keV 64(17) µs (5/2-)68Fe 26 4267.95370(75)187(6) ms β- (>99.9%) 68Co0+ β-, n 67Co69Fe 26 4368.95878(54)#109(9) ms β- (>99.9%) 69Co1/2-# β-, n (<.1%) 68Co 70Fe 26 44 69.96146(64)# 94(17) ms 0+ 71Fe 26 45 70.96672(86)# 30# ms[>300 ns] 7/2+# 72Fe 26 46 71.96962(86)# 10# ms[>300 ns] 0+

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