Natuurlijk voorkomend chroom (24Cr) bestaat uit vier stabiele isotopen: 50Cr, 52Cr, 53Cr, en 54Cr, waarbij 52Cr het meest voorkomt (83,789% natuurlijke abundantie). 50Cr vervalt vermoedelijk door β+β+ tot 50Ti met een halveringstijd van (meer dan) 1,8×1017 jaar. Tweeëntwintig radio-isotopen, die alle volledig synthetisch zijn, zijn gekarakteriseerd, waarbij de meest stabiele 51Cr is met een halfwaardetijd van 27,7 dagen. Alle overige radioactieve isotopen hebben een halveringstijd van minder dan 24 uur en de meeste daarvan hebben een halveringstijd van minder dan 1 minuut, waarbij 66Cr het minst stabiel is met een halveringstijd van 10 milliseconden. Dit element heeft ook 2 metatoestanden, 45mCr, de stabielere, en 59mCr, de minst stabiele isotoop of isomeer.

53Cr is het radiogene vervalproduct van 53Mn. Chroomisotopengehalten worden meestal gecombineerd met mangaanisotopengehalten en hebben toepassing gevonden in de isotopengeologie. Mn-Cr isotopenverhoudingen versterken het bewijs van 26Al en 107Pd voor de vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Variaties in 53Cr/52Cr en Mn/Cr verhoudingen van verschillende meteorieten wijzen op een initiële 53Mn/55Mn verhouding die suggereert dat Mn-Cr isotopensystematiek het gevolg moet zijn van in-situ verval van 53Mn in gedifferentieerde planetaire lichamen. 53Cr levert dus extra bewijs voor nucleosynthetische processen vlak voor de coalescentie van het zonnestelsel. Dezelfde isotoop is bij voorkeur betrokken bij bepaalde uitloogreacties, waardoor zijn abundantie in zeewatersedimenten kan worden gebruikt als een proxy voor atmosferische zuurstofconcentraties.

De isotopen van chroom lopen uiteen van 42Cr tot 67Cr. De primaire vervalwijze vóór de meest voorkomende stabiele isotoop, 52Cr, is elektronenvangst en de primaire modus erna is bètaverval.