Izotopy W przyrodzie w sposób naturalny występuje w postaci jedynego (spośród 40 znanych w roku 2003) trwałego izotopu 133Cs. Ponadto sztuczne, radioaktywne izotopy cezu, stanowiące produkty rozszczepienia występują w wypalonym paliwie jądrowym. Izotopy 134Cs i 137Cs ulegały deponowaniu w różnych osadach w wyniku opadów promieniotwórczych o zasięgu globalnym, będących skutkiem próbnych wybuchów jądrowych przeprowadzanych w atmosferze w połowie XX wieku oraz awarii nuklearnych, przede wszystkim tej w Czarnobylu.
Ze względu na dłuższy czas połowicznego rozpadu, obecnie wykrywany jest przede wszystkim 137Cs, najczęściej w osadach powodziowych. Co więcej, 137Cs, zwany radiocezem (), należy wraz z 131I oraz izotopami gazów szlachetnych do grupy radioizotopów najliczniej uwalnianych w wypadku awarii reaktorów jądrowych. Jednak w odróżnieniu od radioizotopów gazów szlachetnych, skażenie promieniotwórczymi izotopami cezu stanowi poważniejsze zagrożenie dla zdrowia, ponieważ cez wykazuje chemiczne podobieństwo do potasu, przez co wbudowuje się w cały organizm człowieka, szczególnie do śledziony, wątroby i mięśni (natomiast 131I jest niebezpieczny głównie ze względu na wchłanianie przez tarczycę).