RIA中最常用的放射性核素为125I。标记用的核素有放射γ射线和β射线两大类。前者主要为131I、125I、57Cr和60Co；后者有14C、3H和32P。放射性核素的选择首先考虑比活性。例如125I比活性的理论值是64.38×104GBq/g（1.74×104Ci/g），有较长半衰期的14C最大比活性是166.5GBq/g（4.5Ci/g）。两者相比，1mol125I或14C结合到抗原上，125I的敏感度约比14C大3900倍。又因为125I有合适的半衰期，低能量的γ射线易于标记，因而125I是目前常用的放射免疫分析标记物。