中国核学会同位素分会成立于1984年，秘书处挂靠在中国原子能科学研究院。肖伦院士任第一届理事长，罗志福为现任理事长，现有理事79名。分会旨在推进国内外同位素技术的学术交流，活跃学术思想，宣传其经济效益和社会效益，促进同位素技术的发展和应用。

1995年，时任同位素分会理事长肖伦院士倡导并组织发起国际同位素会议，开创了此系列国际会议的先河。同位素分会主办了7届全国同位素制备及应用研讨会，这是国内同位素领域最具代表性和影响力的系列学术会议；联合中国同辐股份有限公司、中华医学会核医学分会、中国核学会核化学与放射化学分会共同发起主办全国放射性药物与标记化合物会议，这是国内放射性药物研究领域最具影响力的系列会议。

同位素分会主办的专业期刊《同位素》是国内唯一一本同位素学术期刊。涉及特色领域有：同位素及其制剂的研制、石油矿藏的同位素探测技术研究、工业用同位素仪器仪表的研制、用于环境保护的同位素技术、同位素技术在辐照育种和土壤测试等方面的应用研究、医用核素在基础医学和临床医学中的研究和应用等。在国际上被美国《CA》收录，在国内被《中国科技论文统计与分析》核心版、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国期刊网》、《中国学术期刊》、《中国生物学文摘》及《中国化学化工文摘》等遴选为源期刊，属于中文科技核心期刊。