El praseodimio natural ( 59 Pr) se compone de un isótopo estable , 141 Pr. Se han caracterizado treinta y ocho radioisótopos , siendo el más estable el 143 Pr, con una vida media de 13,57 días, y el 142 Pr, con una vida media de 19,12 horas. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 5,985 horas y la mayoría de estos tienen vidas medias inferiores a 33 segundos. Este elemento también tiene 15 metaestados, siendo el más estable 138m Pr (t 1/2 2,12 horas), 142m Pr (t1/2 14,6 minutos) y 134m Pr (t 1/2 11 minutos).
Los isótopos de praseodimio varían en peso atómico desde 120,955 u ( 121 Pr) hasta 158,955 u ( 159 Pr). El modo de desintegración principal antes del isótopo estable, 141 Pr, es la captura de electrones y el modo posterior es la desintegración beta . Los productos primarios de desintegración antes del 141 Pr son isótopos del elemento 58 ( cerio ) y los productos primarios posteriores son isótopos del elemento 60 ( neodimio ).