自然界的同位素按其原子核的稳定性可以分为放射性同位素和稳定同位素两大类。稳定同位素的原子核是稳定的, 或者其原子核的变化不能被觉察。目前认为, 凡原子能稳定存在的时间大于1017a 的就称为稳定同位素。
稳定同位素又分为轻稳定同位素和重稳定同位素。
轻稳定同位素：
1.原子序数Z＜20，ΔA/A≥10% (ΔA 为两同位素质量差)；
2.发生同位素成分变化的主要原因是同位素分馏作用，其反应是可逆的。
轻稳定同位素的特点是:原子量低,同位素之间的相对质量差大,化合物一般具有高度的共价键,元素有多个化学价，氧化态和还原态，如SC；或化合物有多种状态，气、液、固态，如H和O。同位素丰度应足够检测，以便保证质谱分析精度。
重稳定同位素原子序数Z＞20，ΔA/A＜10%；特点是：
1.原子量大, 同一元素各同位素间的相对质量差异小(0 . 7% ～1 . 2%) , 环境的物理和化学条件的变化通常不导致重稳定同位素组成改变;
2.同位素组成的变化主要是由放射性同位素衰变造成的, 这种变化在地球历史的演变中是单方向进行的、不可逆的。例如, 放射成因稳定同位素206Pb、207Pb、208Pb、87Sr、143Nd 分别由238U、235U、232Th、87Rb、147 Sm 经衰变形成, 因而地质体中铅、锶、铷的同位素组成常受地质体年龄的大小及其中放射性母体同位素丰度的制约。因此, 地质体中重稳定同位素的组成变化常常用来研究地球、地质体的演化和成岩成矿作用等, 是一个极为重要的地球化学参数和示踪剂。
