يمكن إنتاج النظائر المشعة في المختبرات بعدة طرق، منها:
1- التسارع الذري: عن طريق تسريع جسيمات مشحونة مثل البروتونات أو النيوترونات وإطلاقها على العنصر المستهدف لتحويل نواته إلى نظائر مشعة.
2- الانشطار النووي: حيث يتم تقسيم نواة العنصر المشع للحصول على نظائر مشعة.
3- التبادل النووي: يتم فيه استبدال نواة عنصر مشع بنواة من عنصر آخر للحصول على نظائر مشعة.
4- الاشعاع النووي: يتم فيه تعريض العنصر لإشعاع مشع لتحويل نواته إلى نظائر مشعة.
تختلف الطريقة المستخدمة في إنتاج النظائر المشعة باختلاف العنصر والنظير المراد إنتاجه. كما يتم إجراء تلك العمليات في مرافق مختصة بالأبحاث النووية وتتطلب تدابير أمان صارمة لتفادي تعرض العاملين للإشعاع وحماية البيئة والمجتمع من التلوث النووي.