В геологии и геохимии важны два изотопа бария: 138Ва и 134Ва. 13

138-изотоп — самый тяжёлый и распространённый. 2 Исследования изотопов бария и их распределения в природных объектах помогают, например:

• понимать круговорот элементов в морской, речной, озёрной и почвогенной средах; 5
• восстанавливать физико-химические условия минералообразования, анализируя газово-жидкие включения в баритах; 3
• изучать источники и подвижность бария, связанные с взаимодействием подземных вод и горных пород; 5
• определять солёность и температуру первичных растворов. 3

Также барий можно использовать как маркер уровня первичной продукции в современном и древнем океане. 3