Có 37 đồng vị của iốt, trong đó chỉ có duy nhất 127I là bền. Đồng vị phóng xạ 131I (phát ra tia bêta), còn được biết đến với tên gọi iốt phóng xạ có chu kỳ bán rã là 8,0207 ngày, đã được dùng trong điều trị ung thư và các bệnh khác liên quan đến tuyến giáp.123I là đồng vị phóng xạ thường dùng trong chụp ảnh tuyến giáp và đánh giá điều trị cho bệnh Grave.

129I (chu kỳ bán rã 15,7 triệu năm) là kết quả của bắn phá hạt nhân 129Xe bởi tia vũ trụ khi đi vào khí quyển Trái Đất và các phản ứng phân hạch của urani và plutoni, trong đất đá trên bề mặt Trái Đất và các lò phản ứng hạt nhân. Các quá trình xử lý nhiên liệu hạt nhân hoặc thử nghiệm vũ khí hạt nhân đã tạo ra lượng đồng vị lớn lấn át các đồng vị tạo ra bởi quá trình tự nhiên.129I được dùng trong nghiên cứu nước mưa sau thảm họa Chernobyl. Nó cũng có thể đã được dùng trong nghiên cứu mạch nước ngầm để tìm dấu vết rò rỉ chất thải hạt nhân ra môi trường tự nhiên. Nếu 129I được cho tiếp xúc với người, tuyến giáp sẽ hấp thụ nó như thể nó là iốt không phóng xạ thông thường, dẫn đến nguy cơ ung thư tuyến giáp cao. Đối với những người sống gần nơi có phản ứng phân hạch, hay những nơi tương tự, có nguy cơ tiếp xúc với iốt phóng xạ khi tai nạn xảy ra, người ta thỉnh thoảng được cho uống viên iốt. Việc hấp thụ một lượng lớn iốt sẽ làm bão hòa tuyến giáp và ngăn việc thu nhận thêm iốt.

129I có nhiều điểm giống với 36Cl. Nó là halogen hòa tan được, ít hoạt động hóa học, tồn tại chủ yếu ở dạng anion không hấp thụ, và được sinh ra bởi các tia vũ trụ, nhiệt hạt nhân, và các phản ứng phân hạch khác. Trong lĩnh vực nghiên cứu về nước, mật độ 129I được đo theo tỷ lệ 129I trên tổng I (hầu hết là 127I). Tương tự 36Cl/Cl, tỷ lệ 129I/I trong tự nhiên là rất nhỏ, 10−14 đến 10−10 (cực đạt nhiệt hạt nhân của 129I/I trong thập niên 1960 và 1970 là 10−7).129I khác 36Cl ở chỗ chu kỳ bán rã dài hơn (15,7 so với 0,301 triệu năm), xuất hiện trong các sinh vật ở nhiều dạng ion với nhiều ứng xử hóa học khác nhau.129I dễ dàng du nhập vào sinh quyển, nằm trong cây cỏ, đất, sữa, mô sinh học...

Lượng lớn 129Xe trong thiên thạch được cho là kết quả của phân rã bêta của hạt nhân 129I. Đây là hạt nhân phóng xạ tuyệt chủng đầu tiên được nhận dạng trong hệ Mặt Trời. Nó phân rã theo sơ đồ đo tuổi phóng xạ I-Xe cơ bản, bao trùm 50 triệu năm của sự tiến hóa của hệ Mặt Trời.