稳定同位素是原子的非放射性形式。虽然它们不发出辐射，但它们的独特性质使其能够得到各种广泛应用，包括水和土壤管理、环境研究、营养评估研究和法医鉴定。

元素周期表前82种元素中有80种有稳定同位素。测量和分析稳定同位素的分布，可以提供许多实际应用。原子能机构在水文、环境研究和农业等领域利用基于同位素技术方面向成员国提供援助。

稳定同位素可通过测量其在样品（例如水样）中的数量和比例而加以使用。水和其他物质中的天然稳定同位素被用来追踪其起源、历史、来源、沉降和水中的相互作用、碳与氮的循环。

稳定同位素还可以作为示踪剂，有意地添加到所研究的系统（例如农业或营养学）中。为此，它们必须用很复杂的技术（例如质谱分析）来分离。

氘（H-2）是一种为氢的两倍重量的同位素，主要用于营养研究；而氮-15是农业中最常用的稳定同位素。许多其他的稳定同位素也越来越多地得到应用。

同位素是同一化学元素的两种或多种原子之一，其原子具有相同数目的质子（即相同的原子序数），在核中具有不同数量的中子（不同的原子量）。稳定的同位素是不具有放射性的化学同位素 - 也就是说，它们不随时间自然衰变。每个元素都具有已知的同位素形式，单个元素的同位素具有几乎相同的特性。

由碳、氢、氮和氧等元素组成的化合物中的每种元素通常含有不同百分比的同位素。具体比例取决于与化合物形成相关的条件，包括使其形成的生化过程以及在每种元素上赋予独特指纹的起源地理位置。这就是我们所说的大自然的条形码。

水同位素

鉴定水源

追踪食物生产地点并揭示掺假信息

确定植物系统的生长条件

通过分析冰芯探索气候历史变化

了解海水的流动

碳同位素

了解大气与生态系统（如海洋，土壤和植物）之间的碳交换方式

监测碳地质隔离地点

验证食物来源和真实性

证明供应链的完整性

确定溶解的碳酸盐中的碳源

识别和区分逸出甲烷气体排放源

氮同位素

根据 N2O 的同位素丰度，将 N2O 的生成来源与硝化和脱硝化区分开来

识别和区分 N2O 排放源

了解大气与生态系统（如海洋，土壤和植物）之间的氮交换方式

了解水生系统中的溶解氮