同质异能素（isomer）即同核异能素，是具有相同质量数和原子序数 而处于较长寿命激发态的核素。通常在核素符号的质量数后面加写m来标记。如60mCo是60Co的一种同核异能素，它的能量比60Co高59千电子伏 ，半衰期为10.5分。大多数同核异能素要发生γ跃迁，少数发生β衰变，个别的可发生α衰变。

F.索迪于1917年最先提出同质异能素的概念。并采用同重同位素或高级同位素这些名词。同核异能素的角动量和相应基态核素的角动量之差ΔI较大，能量之差ΔE一般较小。由于γ跃迁概率随ΔI的增加和ΔE的减小而急剧地下降，因而同核异能素至相应基态核素的γ跃迁概率较小，半衰期较长。

实验发现，同核异能素都分别集中在质子数Z或中子数N等于幻数50、82、126等前面的区域，称同核异能素岛。利用核壳层模型理论能很好地解释同核异能素岛。根据壳层模型，奇A核的基态自旋由“最后一个”奇核子的状态所决定。类似地可认为，奇A核的单粒子激发态的自旋由激发态核的奇核子的状态决定。这样只要激发态和基态的奇核子能级的角动量相差很大（≥3ħ，ħ等于普朗克常数h除以2π），就会出现同核异能素。由核子的自旋-轨道耦合引起的能级劈裂，在Z或N等于幻数50、82和126附近特别厉害，以致角动量相差很大的能级在Z或N等于幻数50、82和126前可相邻地排列在一起。这些区域可出现这样的激发态，它们同基态的角动量之差很大，能量之差却很小，从而γ跃迁概率较小，寿命较长，这是同核异能素岛的成因。