同位素，是指原子序數（質子數）相同而質量數（中子數）不同的元素稱為同位素，可分為穩定性同位素和放射性同位素。穩定性同位素是天然存在的目前技術手段檢測不到放射性的一類同位素。與放射性元素示蹤技術相比，穩定性同位素技術無輻照傷害、安全、不受半衰期的影響，可適用於長時間的示蹤實驗。在實踐中，穩定性同位素在自然界中含量較低，用絕對量表達同位素的差異比較困難，因此在實踐中使用相對測量法，即根據所測樣品的同位素比值與相應標準的同位素比值求得樣品的同位素比率（即5值）。穩定性同位素在土壤、醫學、農業、生物、生態、環境等領域得到廣泛套用。由於它具有綜合長期地球化學變化和聯繫不同系統成分的能力，起著在時間、空間上聯絡的作用，可為研究成岩作用提供珍貴的地球化學信息，對了解環境演化具有重大意義。在研究環境介質中化學物質的遷移、轉化及溯源性等方面有廣闊的套用前景。
穩定性同位素是指就目前檢測技術來說，尚不能發現自行衰變的同位素，如12C、13C、16O、18O等。
如12C或者16O，存在的比例很高，大多超過99%，而13C或者18O比例很低。一般提及穩定性同位素，大多是指在自然界中含量較低的穩定性同位素，即13C，18O。
含有穩定性同位素的分子，與正常的分子相比，擁有相同的化學性質，但由於重量稍大，物理性質有著一定的差異，所以在一些過程中，同位素的含量會發生變化，這就是同位素分餾（Isotope Fractionation），正因為這個特性，穩定性同位素在地質歷史中的變化為研究成岩作用提供了珍貴的地球化學信息，對了解環境演化具有重大意義。
