En la naturaleza se encuentran 2 isótopos estables Cu-63 y Cu-65, siendo el más ligero el más abundante (69,17%). Se han caracterizado hasta el momento 25 isótopos radiactivos de los cuales, los más estables son el Cu-67, Cu-64 y Cu-61 con periodos de semidesintegración de 61,83 horas, 12,70 horas y 3,333 horas respectivamente. Los demás radioisótopos, con masas atómicas desde 54,966 uma (Cu-55) a 78,955 uma (Cu-79), tienen periodos de semidesintegración inferiores a 23,7 minutos y la mayoría no alcanzan los 30 segundos. Los isótopos Cu-68 y Cu-70 presentan estados metaestables con un periodo de semidesintegración mayor al del estado fundamental.

Los isótopos más ligeros que el Cu-63 estable se desintegran principalmente por emisión beta positiva, originando isótopos de níquel, mientras que los más pesados que el isótopo Cu-65 estable se desintegran por emisión beta negativa dando lugar a isótopos de cinc. El isótopo Cu-64 se desintegra generando Zn-64, por captura electrónica y emisión beta positiva en un 69% y por desintegración beta negativa genera Ni-64 en el 31% restante