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物理学において、天然存在比（NA）とは、惑星上に自然に存在する化学元素の同位体の存在量を指します。これらの同位体の相対原子質量（モル分率の存在量で重み付けされた加重平均）は、周期表に記載されている元素の原子量です。同位体の存在量は惑星ごとに、さらには地球上でも場所によって異なりますが、時間的には（短期的には）比較的安定しています。
例えば、ウランには天然に存在する同位体が238 U、235 U、234 U の 3 つあります。それぞれの天然モル分率は 99.2739～99.2752%、0.7198～0.7202%、0.0050～0.0059% です。[ 1 ]例えば、100,000 個のウラン原子を分析すると、約 99,274 個の 238 U 原子、約 720 個の235 U 原子、そしてごく少数 (おそらく 5 個か 6 個) の234 U 原子が見つかると予想されます。これは、各同位体の半減期が示すように、238Uが235Uや234Uよりもはるかに安定しているためです。238Uの半減期は44億6800万年であるのに対し、 235Uは7.038 × 10⁸年、 234Uは24万5500年です。
ウランの同位体はそれぞれ半減期が異なるため、地球が若かった頃はウランの同位体組成も異なっていました。例えば、17億年前のウラン235の核価は3.1%でしたが、現在は0.7%です。そのため、現在では起こり得ない自然の核分裂炉が形成されていたのです。
しかし、特定の同位体の自然存在量は、核合成におけるその生成確率（サマリウムの場合のように、放射性147Smと148Smは安定な144Smよりもはるかに豊富に存在する）や、特定の同位体が天然の放射性同位体の娘として生成される確率（鉛の放射性同位体の場合のように）によっても影響を受ける。
太陽と原始隕石の研究から、太陽系は当初、同位体組成がほぼ均一であったことが現在では分かっています。太陽の核燃焼が始まった頃の局所的なサンプルから得られた、（進化する）銀河平均からのずれは、一般的に質量分別（質量非依存分別に関する記事を参照）と限られた数の核崩壊および核変換プロセスによって説明できます。[ 2 ]また、太陽星雲の崩壊を引き起こした可能性のある近くの超新星爆発からの短寿命（現在は消滅した）同位体の注入の証拠もあります。[ 3 ]したがって、地球上の自然存在比からのずれは、 1パーセント（%）未満であるため、多くの場合、千分率（パーミルまたは‰）で測定されます。
この例外は、原始隕石に見られる太陽系形成以前の粒子です。これらの小さな粒子は、進化した（「死につつある」）星の流出物の中で凝縮し、星間物質や太陽降着円盤（太陽星雲または原始惑星系円盤とも呼ばれる）での混合や均質化の過程を免れました。[ 4 ]恒星凝縮物（「星屑」）として、これらの粒子は、その元素が作られた特定の核合成過程の同位体シグネチャを持っています。[ 5 ]これらの物質では、「自然存在比」からのずれが100倍にもなることがあります。[ 4 ]
次の表は、いくつかの元素の地球上の同位体分布を示しています。リンやフッ素などの一部の元素は、単一の同位体としてのみ存在し、その自然存在比は100%です。