Radioaktivni izotopi se z upoštevanjem varnostnih ukrepov uporabljajo v medicini, industriji in pri arheoloških raziskavah. V medicini jih uporabljajo za ugotavljanje nekaterih bolezni. S sevanjem, ki ga oddajajo, uničujejo rakave tumorje. V industriji z njimi na primer merijo debelino pločevine in papirja ali iščejo mesta, kjer puščajo cevi naftovodov in plinovodov. Uporabljajo jih tudi za sterilizacijo medicinskih pripomočkov in hrane. Ker radioaktivni izotopi razpadajo z določeno hitrostjo, lahko z njimi ugotavljamo starost kamnin in arheoloških najdb.
Z računalniško tomografijo dobijo zdravniki tridimenzionalne slike telesnih organov ali kosti. Pacienti prejmejo pri takšnih preiskavah kontrastno sredstvo, ki izboljša vidnost določenega organa. Kontrastna sredstva vsebujejo majhne količine radioaktivnih izotopov, na primer tehnecija, 9943Tc (pri preiskavi kosti).
Pri rentgenski analizi postanejo mesta, kjer se kopiči radioaktivni izotop, dobro vidna.
Za te fosilne ostanke (domnevno gre za najstarejše doslej najdeno glasbilo na svetu) so znanstveniki ugotovili, da so stari okrog
60 000 let. Starost so določili z merjenjem količine radioaktivnega izotopa 146C. Piščalko iz kosti jamskega medveda so našli v Divjih babah v dolini reke Idrijce. Hranijo jo v Narodnem muzeju Slovenije.
Velika večina ogljika v atmosferi je sestavljena iz ogljika z masnim številom 12. V zgornjih plasteh atmosfere pa neprenehoma nastajajo tudi majhne količine radioaktivnega izotopa 146C. Prek prehranjevalne verige pride v telo vsakega živega bitja tudi nekaj teh ogljikovih izotopov. Dokler je organizem živ, se razmerje med obema izotopoma ogljika v njem ne spreminja; ko pa odmre, se začne zaradi radioaktivnega razpada količina ogljika 146C zmanjševati, in sicer se vsakih 5730 let zmanjša za polovico. Z merjenjem količine 146C zato lahko določimo starost arheoloških najdb, ki vsebujejo ogljik v kakršnikoli obliki (npr. lesa, kosti).
Starost kamnin pa znanstveniki določajo z merjenjem količine radioaktivnega izotopa 4019K in še nekaterih drugih. Takšna analiza meteoritov je pokazala, da je naš sončni sistem star okrog 4,6 milijarde let. Celotno vesolje pa naj bi po teoriji velikega poka nastalo pred 12 do 14 milijardami let.