Hiện nay người ta biết 34 đồng vị của franxi, với nguyên tử lượng từ 199 tới 232.[17] Franxi có 7 đồng phân hạt nhân siêu ổn định.[4] Franxi-223 và franxi-221 là các đồng vị duy nhất có trong tự nhiên, trong đó đồng vị đầu tiên là phổ biến hơn.[18]

Franxi-223 là đồng vị ổn định nhất với chu kỳ bán rã là 21,8 phút[4] và khả năng rất cao là sẽ không có đồng vị nào khác của franxi sẽ được phát hiện hay tổng hợp với chu kỳ bán rã lâu hơn.[19] Franxi-223 là sản phẩm thứ năm trong chuỗi phân rã của actini, từ đồng vị actini-227.[20] Franxi-223 sau đó phân rã thành radi-223 bằng phân rã beta (1.149 keV năng lượng phân rã), với rất ít (0,006%) phân rã alpha thành astatin-219 (5,4 MeV năng lượng phân rã).[21]

Franxi-221 có chu kỳ bán rã 4,8 phút.[4] Nó là sản phẩm thứ chín của chuỗi phân rã của neptuni, từ đồng vị actini-225[20] Franxi-221 sau đó phân rã thành astatin-217 theo phân rã alpha (6.457 MeV năng lượng phân rã).[4]

Đồng vị trạng thái tĩnh ít ổn định nhất là franxi-215, với chu kỳ bán rã 0,12 μs. (9,54 MeV phân rã alpha thành astatin-211).[4] Đồng phân siêu ổn định của nó là franxi-215m, vẫn kém ổn định hơn, với chu kỳ bán rã chỉ có 3,5 ns.[22]