同位体と同素体を混同してしまう最大の原因は、両者が扱っている「階層」の違いを区別できていない点にあります。見分けるための最大の鍵は、「原子の話か、単体（目に見える物質）の話か」という視点です。
同位体（アイソトープ / isotope）は、同じ元素（原子番号＝陽子数が同じ）でありながら、中性子数が異なるため質量数が異なる原子同士の関係を指します。例えば、原子番号1の水素原子には、中性子を持たない軽水素（¹H）、中性子を1個持つ重水素（²H）、中性子を2個持つ三重水素（³H）が存在します。これらはすべて「水素という1種類の原子のバリエーション」です。陽子数と電子数が同じであるため、化学的性質はほぼ同一ですが、質量が異なるため物理的性質（密度や融点・沸点）にわずかな差が生じます。
一方、同素体（allotrope）は、同じ元素からできているが、原子の並び方や結合の仕方が異なるために、全く別の性質を示す単体同士の関係を指します。ダイヤモンドと黒鉛（グラファイト）はどちらも炭素（C）のみで構成されていますが、硬度も電気伝導性も外見も完全に異なります。こちらは「目に見える物質（単体）のバリエーション」を指しています。
