Praseođim phổ biến trong tự nhiên là một đồng vị (Pr141) ổn định. Tuy vậy, 38 đồng vị phóng xạ cũng đã được nêu đặc trưng với các đồng vị ổn định nhất là Pr143 có chu kỳ bán rã 13,57 ngày và Pr142 có chu kỳ bán rã 19,12 giờ. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 5,985 giờ và phần lớn trong số này có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 33 giây. Nguyên tố này cũng có 6 trạng thái giả ổn định với ổn định nhất là Pr138m (t½ 2,12 giờ), Pr142m (t½ 14,6 phút) và Pr134m (t½ 11 phút).

Các đồng vị của praseođim có nguyên tử lượng nằm trong khoảng từ 120,955 u (Pr121) tới 158,955 u (Pr159). Phương thức phân rã chủ yếu trước đồng vị ổn định Pr141 là bắt điện tử còn phương thúc phân rã chủ yếu sau Pr141 là phân rã β−. Sản phẩm phân rã chủ yếu trước Pr141 là các đồng vị của nguyên tố 58 (xeri) còn sản phẩm phân rã chủ yếu sau Pr141 là các đồng vị của nguyên tố 60 (neođim).