Stabilne izotopy są ogólnie definiowane jako nieradioaktywne pierwiastki izotopowe, które nie rozpadają się z upływem czasu. Izotopy promieniotwórcze mogą być również klasyfikowane jako izotopy stabilne, gdy ich okresy połowicznego rozpadu są zbyt długie, aby można je było zmierzyć. Pierwiastki te często występują w przyrodzie i obejmują izotopy węgla, azotu, wodoru, tlenu, gazów szlachetnych i metali. Na przykład trzy naturalnie występujące izotopy wodoru to prot (H) mający jeden neutron, deuter (2H) mający dwa neutrony i tryt mający trzy neutrony. Związki znakowane izotopowo to związki, które zawierają elementy izotopowe w swojej strukturze molekularnej, a zatem są "znakowane" przez izotop.  Związki te są wykorzystywane do badania reakcji chemicznych i biochemicznych, szlaków metabolicznych czy transportu komórkowego.  W szczególności związki znakowane izotopowo są rutynowo wykorzystywane do różnych zastosowań, w tym do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI), spektroskopii, magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) i analiz geochemicznych.  Przykładem zastosowania etykiety izotopowej jest zastąpienie najpowszechniejszego izotopu wodoru, protu, deuterem w celu obserwacji reakcji wymiany wodoru w wodzie.