Magnesium (12Mg) secara alami terdapat dalam tiga isotopstabil, 24Mg, 25Mg, dan 26Mg. Ada 19 radioisotop yang telah ditemukan, mulai dari 18Mg hingga 40Mg. Radioisotop yang berumur paling panjang adalah 28Mg dengan waktu paruh 20,915 jam. Isotop yang lebih ringan sebagian besar meluruh menjadi isotop natrium sedangkan isotop yang lebih berat meluruh menjadi isotop aluminium. Radioisotop yang berumur paling pendek adalah 19Mg yang tidak terikat proton dengan waktu paruh 5 pikodetik, meskipun waktu paruh 18Mg yang sama-sama tidak terikat belum terukur.
Bagan yang menunjukkan kelimpahan isotop magnesium yang terjadi secara alami.
^( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
^ ab# – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).