El cloro ( 17 Cl) tiene 25 isótopos con números de masa que van desde 28 Cl a 52 Cl y 2 isómeros ( 34m Cl y 38m Cl). Hay dos estables isótopos , 35 Cl (75,77%) y 37 Cl (24,23%), dando cloro un peso atómico estándar de 35,45. El isótopo radiactivo de más larga vida es 36 Cl, que tiene una vida media de 301.000 años. Todos los demás isótopos tienen vidas medias menores de 1 hora, muchos menos de un segundo. La más corta duración son 29 Cl y 30Cl, con vidas medias inferiores a 10 picosegundos y 30 nanosegundos, respectivamente; se desconoce la vida media del 28 Cl.
Existen trazas de 36 Cl radiactivo en el medio ambiente, en una proporción de aproximadamente 7 × 10 −13 a 1 con isótopos estables. El 36 Cl se produce en la atmósfera por espalación de 36 Ar por interacciones con protones de rayos cósmicos . En el entorno del subsuelo, 36 Cl se genera principalmente como resultado de la captura de neutrones por 35 Cl o muón captura por 40 Ca . El 36 Cl se desintegra a 36 S (1,9%) o 36 Ar (98,1%), con una combinación vida media de 308.000 años. La vida media de este isótopo hidrófilo no reactivo lo hace adecuado para la datación geológica en el rango de 60.000 a 1 millón de años. Además, se produjeron grandes cantidades de 36 Cl por irradiación de agua de mar durante las detonaciones atmosféricas de armas nucleares entre 1952 y 1958. El tiempo de residencia de 36 Cl en la atmósfera es de aproximadamente 1 semana. Por lo tanto, como marcador de eventos del agua de la década de 1950 en el suelo y el agua subterránea , el 36 Cl también es útil para fechar aguas menos de 50 años antes del presente. 36Cl se ha utilizado en otras áreas de las ciencias geológicas, pronósticos y elementos.
El cloro 37 estable constituye aproximadamente el 24,23% del cloro natural de la tierra. La variación ocurre cuando los depósitos de minerales de cloruro tienen un balance de cloro-37 ligeramente elevado sobre el promedio encontrado en el agua de mar y los depósitos de halita . [ cita requerida ]