天然に存在するクロム（24Cr）は、50Cr、52Cr、53Cr、54Crの4つの安定同位体からなり、52Crが最も多く（天然存在比83.789％）存在する。 50Crは半減期1.8×1017年の50Tiにβ+β+で崩壊することが疑われている。 22の放射性同位元素はすべて合成で、最も安定なのは半減期27.7日の51Crであることが判明している。 残りの放射性同位体はすべて半減期が24時間以下、大部分は1分以下で、最も安定なのは半減期が10ミリ秒の66Crである。 また、この元素には2つのメタ状態があり、より安定な45mCrと、最も安定でない59mCrの同位体または異性体がある。

53Cr は53Mnの放射性崩壊生成物である。 クロム同位体比は通常、マンガン同位体比と組み合わされ、同位体地質学に応用されている。 Mn-Cr同位体比は、26Alや107Pdから得られる太陽系初期史の証拠を補強する。 いくつかの隕石から得られた53Cr/52CrとMn/Cr比の変動は、初期の53Mn/55Mn比を示し、Mn-Cr同位体比は分化した惑星体における53Mnのその場崩壊に起因することが示唆される。 したがって、53Crは太陽系合体直前の核合成過程を証明する新たな証拠となる。 同じ同位体はある種の浸出反応に優先的に関与するため、海水堆積物中のその存在量を大気中の酸素濃度の代理として使うことができる。

クロムの同位体は42Crから67Crまである。 最も豊富な安定同位体である52Crの前の主な崩壊様式は電子捕獲であり、後の主な崩壊様式はベータ崩壊である

。