Изотопы лития отличаются друг от друга, например, по следующим параметрам:

• Способность захватывать тепловые нейтроны. 1 Литий-6 активно поглощает тепловые нейтроны, его сечение захвата — около тысячи барн. 1 Литий-7 практически прозрачен для нейтронов, его сечение захвата — 0,033 барна. 1
• Сродство с ртутью. 34 Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. 34 На этом основан процесс обогащения COLEX. 34
• Период полураспада. 2 Самым долгоживущим радиоизотопом лития является 8Li, период полураспада которого составляет 838,7 миллисекунды. 2 Период полураспада 9Li — 178,2 миллисекунды, а 11Li — 8,75 миллисекунды. 2
• Эффект ядерного магнитного резонанса. 2 6Li имеет более чёткие линии, но из-за меньшего содержания требует более чувствительного ЯМР-спектрометра. 2 7Li встречается чаще, но имеет более широкие линии из-за большего ядерного спина. 2