同位素質譜最初是伴隨著核科學與核工業的發展而發展起來的，同位素質譜是同位素地質學發展的重要實驗基礎。當前我國同位素質譜技術已深入到礦床同位素地球化學、巖石年代學、有機穩定同位素地球化學、無機穩定同位素地球化學等各個方面，并在國家一系列重大攻關和研究課題中發揮重大作用，如金礦和石油天然氣研究、水資源開發等。穩定同位素技術的出現加深了生態學家對生態系統過程的進一步了解，使生態學家可以探討一些其它方法無法研究的問題。與其它技術相比，穩定同位素技術的優點在于使得這些生態和環境科學問題的研究能夠定量化并且是在沒有干擾（如沒有放射性同位素的環境危害）的情況下進行。有些問題還只能通過利用穩定同位素技術來解決。現在，有許多農業研究機構和大學，已經開始使用高精度同位素質譜計從事合理用肥、果實營養、固氮分析、農藥毒性、家畜氣候對作物的影響以及食品質量控制等多方面的研究工作。與原子能和地質研究工作相比較，在農業和食品方面應用同位素方法從事科研和檢測工作，正處于方興未艾階段，隨著人類社會發展，對農業的要求越來越高，今后大力開展和普及用現代化方法研究農業增產、改善果實質量以及進行食品質量控制檢測的工作前途無限廣闊。

　一、 有關同位素的基本概念

　　1、 同位素（Isotope）

　　由于原子核所含有的中子數不同，具有相同質子數的原子具有不同的質量，這些原子被稱為同位素。例如，碳的3個主要同位素分別為12C、13C和14C，它們都有6個質子和6個電子，但中子數則分別為6、7和8。

　　2、 穩定同位素（Stable isotope）

　　同位素可分為兩大類：放射性同位素（radioactive isotope）和穩定同位素（stable isotope）。

　　凡能自發地放出粒子并衰變為另一種同位素者為放射性同位素。

　　無可測放射性的同位素是穩定同位素。 其中一部分是放射性同位素衰變的最終穩定產物。例如206Pb和87Sr等。另一大部分是天然的穩定同位素，即自核合成以來就保持穩定的同位素，例如12C和13C、18O和16O等。與質子相比，含有太多或太少中子均會導致同位素的不穩定性，如14C。這些不穩定的“放射性同位素”將會衰變成穩定同位素。

　　3、 同位素豐度（Isotope abundance）

　　① 絕對豐度：指某一同位素在所有各種穩定同位素總量中的相對份額，常以該同位素與1H（取1H＝1012）或28Si（28Si＝106）的比值表示。這種豐度一般是由太陽光譜和隕石的實測結果給出元素組成，結合各元素的同位素組成計算的。

　　② 相對豐度：指同一元素各同位素的相對含量。例如12C＝98.892％，13C＝1.108％。大多數元素由兩種或兩種以上同位素組成，少數元素為單同位素元素，例如19F＝100％。