穩定同位素是原子的非放射性形式。

雖然它們不發出輻射，但它們的獨特性質使其能夠得到各種廣泛應用，包括水和土壤管理、環境研究、營養評估研究和法醫鑒定。

元素周期表前82種元素中有80種有穩定同位素。測量和分析穩定同位素的分布，可以提供許多實際應用。

原子能機構在水文、環境研究和農業等領域利用基于同位素技術方面向成員國提供援助。

穩定同位素可通過測量其在樣品（例如水樣）中的數量和比例而加以使用。

水和其他物質中的天然穩定同位素被用來追蹤其起源、歷史、來源、沉降和水中的相互作用、碳與氮的循環。

穩定同位素還可以作為示蹤劑，有意地添加到所研究的系統（例如農業或營養學）中。

為此，它們必須用很復雜的技術（例如質譜分析）來分離。

氘（H-2）是一種為氫的兩倍重量的同位素，主要用于營養研究；

而氮-15是農業中最常用的穩定同位素。

許多其他的穩定同位素也越來越多地得到應用。

C、H、O、N、S同位素：土壤、植物、魚類、蝦類、藻類、氣體樣品（N2、CO2、CH4、N2O、SO2等）；

C同位素: 磷脂脂肪酸（PLFAs）、微生物量碳、氨基糖中單體、有機酸單體、水體中DOC、DIC、TOC等；

N同位素: 硝態氮、亞硝態氮、銨態氮、微生物量氮等。