鋰共有七個同位素，其中有兩個是穩定的，分別是 Li-6和Li-7，除了穩定的之外，半衰期最長的就是Li-8，它的半衰期有838毫秒，接下來是Li-9，有187.3毫秒，之后其他的同位素半衰期都在8.6毫秒以下。而Li-4是所有同位素里面半衰期最短的同位素，只有 7.58043×10-23秒。
Li-6捕捉低速中子能力很強，可以用來控制鈾反應堆中核反應發生的速度，同時還可以在防輻射和延長核導彈的使用壽命方面及將來在核動力飛機和宇宙飛船中得到應用。Li-6在原子核反應堆中用中子照射后可以得到氚，而氚可用來實現熱核反應。Li-6在核裝置中可用作冷卻劑。