至今为止发现的稳定性同位素有274种，稳定性同位素之间的质量有差异，因而其核自旋性质很不相同，核磁共振相对频率及相对灵敏度也有很大的差异，这为通过质谱法、核磁共振法等测试稳定同位素的丰度提供了技术基础。

稳定性同位素及其化合物之间的化学性质和生物性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，可以用稳定性同位素作为示踪原子，制成含有稳定性同位素的标记化合物，利用其与相应非标记元素的不同特性，通过质谱仪、核磁共振仪等分析仪器来测定稳定同位素反应后的位置、数量及其转变量等，从而了解反应的机理、途径、效果等。

由于稳定性同位素不具有放射性，无论在分离、标记化合物合成及应用过程中均无特殊防护要求，操作简便、使用安全、无毒性，可直接用于动物及人体的营养学、临床医学研究及医疗诊断等等诸多领域。目前得到产业化生产并已广泛应用的主要为氘气（D2）、硼10（10B）等少数几种产品。氘气重要还是通过电解重水来制取，氘气除了可以制作氘灯、氘代试剂、核磁共振、核聚变应用之外，最主要的应用还是在光纤行业，用以生产低水峰光纤。 10B用于控制核反应堆的反应速度。估计，氘气和硼10是目前用量较大的同位素气体产品，另外，碳13（13C）、氮15（15N2）、氧18（18O2）、氖22（22Ne）同位素气体和同位素化合物试剂在许多研究和分析具有广泛的应用。