Стабильные изотопы обычно определяются как нерадиоактивные изотопные элементы, которые не распадаются со временем. Радиоактивные изотопы также могут быть классифицированы как стабильные изотопы, если их период полураспада слишком длинен для измерения. Эти элементы часто встречаются в природе и включают изотопы углерода, азота, водорода, кислорода, благородных газов и металлов. Например, три естественных изотопа водорода включают протий (H) с одним нейтроном, дейтерий (2H) с двумя нейтронами и тритий с тремя нейтронами. Изотопно маркированные соединения — это соединения, которые включают изотопные элементы в своей молекулярной структуре и поэтому «маркированы» изотопом.  Эти соединения используются для изучения химических и биохимических реакций, метаболических путей или клеточного транспорта.  В частности, изотопно-маркированные соединения регулярно применяются в различных областях, включая магнитно-резонансную томографию (МРТ), спектроскопию, ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и геохимические анализы.  Примером использования изотопной метки является замена наиболее распространённого изотопа водорода — протия — на дейтерий для наблюдения реакций обмена водородом в воде.