갈륨은 자연에서 두 가지의 안정 동위 원소(69Ga, 71Ga)로 구성되어 있다. 이 밖에 원자량 56~86 사이에 총 23종류의 방사성 동위 원소와 3종류의 이성질핵이 알려져 있다. 이 중 실용적인 목적으로 사용되는 동위 원소는 67Ga과 68Ga이다. 이들은 주로 의학용으로 사용된다.
갈륨의 표준 원자량은 69.723(1)u이다.