El cromo natural (24Cr) está compuesto por cuatro isótopos estables: 50Cr, 52Cr, 53Cr y 54Cr, siendo el 52Cr el más abundante (83,789% de abundancia natural). Se sospecha que el 50Cr decae por β+β+ a 50Ti con una vida media de (más de) 1,8×1017 años. Se han caracterizado 22 radioisótopos, todos ellos totalmente sintéticos, siendo el más estable el 51Cr con una vida media de 27,7 días. Todos los demás isótopos radiactivos tienen vidas medias inferiores a 24 horas y la mayoría de ellos tienen vidas medias inferiores a 1 minuto, siendo el menos estable el 66Cr con una vida media de 10 milisegundos. Este elemento también tiene 2 metaestados, 45mCr, el más estable, y 59mCr, el isótopo o isómero menos estable.

53Cr es el producto de desintegración radiogénica del 53Mn. Los contenidos isotópicos del cromo suelen combinarse con los del manganeso y han encontrado aplicación en la geología isotópica. Las relaciones isotópicas Mn-Cr refuerzan la evidencia del 26Al y 107Pd para la historia temprana del sistema solar. Las variaciones en las relaciones 53Cr/52Cr y Mn/Cr de varios meteoritos indican una relación inicial 53Mn/55Mn que sugiere que la sistemática de isótopos Mn-Cr debe ser el resultado de la desintegración in situ del 53Mn en cuerpos planetarios diferenciados. Por lo tanto, el 53Cr proporciona pruebas adicionales de procesos nucleosintéticos inmediatamente antes de la coalescencia del sistema solar. El mismo isótopo participa preferentemente en ciertas reacciones de lixiviación, lo que permite utilizar su abundancia en los sedimentos de agua de mar como indicador de las concentraciones de oxígeno atmosférico.

Los isótopos del cromo van de 42Cr a 67Cr. El modo de desintegración primario antes del isótopo estable más abundante, el 52Cr, es la captura de electrones y el modo primario después es la desintegración beta.