Изотопный анализ используется для изучения геологических процессов путём исследования содержания и соотношений радиоактивных, радиогенных и стабильных изотопов отдельных химических элементов в горных породах, минералах, природных водах, газах и органическом веществе. 1

Некоторые способы применения изотопного анализа в геологии:

• Определение возраста пород и минералов. 13 Это происходит благодаря соотношению радиоактивных изотопов и дочерних продуктов их распада. 1
• Восстановление климатических условий в прошлом. 2 Анализ изотопов стронция даёт информацию о древних водоёмах, в которых образовывались осадочные отложения. 2
• Определение источника вещества, участвующего в геологических процессах. 35 Например, по изотопному составу водорода и кислорода можно установить источник воды, участвующей в этих процессах. 5
• Реконструкция условий осадочного процесса в морской среде. 5 Для этого используется изотопная палеотермометрия, которая позволяет определить палеотемпературы гидротермального рудообразования. 5
• Определение времени формирования кислородной атмосферы Земли. 1 Это возможно благодаря изучению изотопного состава серы древних отложений. 1
• Выявление источника рудного вещества. 1 Например, изотопный состав серы месторождений сульфидов цветных тяжёлых металлов позволяет восстанавливать историю атомов серы до момента их фиксации в рудах. 1