稳定同位素是原子的非放射性形式。元素周期表中的前 82 种元素中有 80 种具有稳定同位素。测量和分析它们的分布可以进行许多实际应用。可以通过测量它们在样品（例如水样）中的含量和比例来使用。水和其他物质的天然稳定同位素用于追踪水、碳和氮循环的起源、历史、来源和相互作用。稳定同位素也可以用作示踪剂，这是有意添加到要研究的系统中，例如在农业或营养学中。为此，必须使用高度复杂的技术（如质谱法）将它们分离。氘 H-2 是一种比氢重两倍的同位素，主要用于营养研究，而氮 15 是农业中最常用的稳定同位素。许多其他稳定同位素也越来越多地被使用。