研究天然物質中同位素的豐度、變異及其演化規律的學科。地球化學的一個分支。同位素地球化學不僅研究地球及其圈層和地質作用過程中的同位素變化規律,而且研究範圍已擴展到太陽系的其他星體並滲透到其他學科領域。

  同位素地球化學研究以下內容:①自然界同位素的起源、演化和衰亡歷史。②同位素在宇宙體、地球和各圈層中的分佈分配,在不同地質體中的豐度及其在地質作用過程中的活化與遷移、富集與虧損、衰變與增長的規律;同位素組成變異的原因。據此來探探討地外星體、地球和地質體的形成和演化及其物質來源。③利用放射性同位素的衰變定律建立一套行之有效的同位素計時方法,測定不同天體事件和地質事件的年齡,並作出合理解釋,為太陽系和地球的演化確定時間坐標。

  根據同位素的性質,同位素地球化學研究領域主要分穩定同位素地球化學和同位素年代學兩個方面。穩定同位素地球化學主要研究自然界中穩定同位素的豐度及其變化。同位素年代學隨研究領域的深入,又分為同位素地質年代學和宇宙年代學。同位素地質年代學主要研究地球及其地質體的年齡和演化歷史。宇宙年代學則主要研究天體的年齡和演化歷史。