Terapat dua isotop stabil klorin yang utama, yang berjisim 35 dan 37, masing-masing dijumpai dalam nisbah bandingan 3:1, memberikan atom-atom klorin secara pukalnya mempunyai berat atom nyata 35.5. Klorin mempunyai 9 isotop dengan nombor jisim berjulat antara 32 ke 40. Hanya tiga daripada isotop-isotop ini wujud secara semula jadi: 35Cl (75.77%) dan 37Cl (24.23%) stabil, serta 36Cl yang beradioaktif. Nisbah 36Cl kepada Cl stabil dalam persekitaran adalah kira-kira 700*10-15 kepada 1. 36Cl dihasilkan dalam atmosfera melalui perkecaian 36Ar oleh tindakan dengan proton] sinar kosmik. Dalam persekitaran subpermukaan, 36Cl dihasilkan terutamanya akibat daripada tawanan neutron oleh 35Cl atau tawanan muon oleh 40Ca. 36Cl mereput menjadi 36S dan seterusnya 36Ar, dengan gabungan separuh hayat selama 308,000 tahun. Separuh hayat isotop tak reaktif yang hidrofili ini menyebabkannya bersesuaian sebagai pentarikhan geologi dalam julat antara 60,000 kepada 1 juta tahun. Tambahan pula, kandungan besar 36Cl dihasilkan melalui penyinaran air laut semasa peledakan atmosfera senjata nuklear antara tahun 1952 and 1958. Masa mastautin 36Cl dalam atmosfera adalah kira-kira 1 minggu. Oleh itu, sebagai penanda peristiwa air tanah dan air bawah tanah tahun 1950-an, 36Cl juga berguna untuk mentarikhkan air kurang daripada 50 tahun dari masa kini. 36Cl juga digunakan dalam lain-lain bidang dalam sains geologi, termasuklah pentarikhan ais dan endapan.