[拼音]：tongweisu diqiu huaxue
[外文]：isotope geochemistry
研究天然物质中同位素的丰度、变异及其演化规律的学科。地球化学的一个分支。同位素地球化学不仅研究地球及其圈层和地质作用过程中的同位素变化规律，而且研究范围已扩展到太阳系的其他星体并渗透到其他学科领域。
同位素地球化学研究以下内容：
（1）自然界同位素的起源、演化和衰亡历史。
（2）同位素在宇宙体、地球和各圈层中的分布分配，在不同地质体中的丰度及其在地质作用过程中的活化与迁移、富集与亏损、衰变与增长的规律；同位素组成变异的原因。据此来探讨地外星体、地球和地质体的形成和演化及其物质来源。
（3）利用放射性同位素的衰变定律建立一套行之有效的同位素计时方法，测定不同天体事件和地质事件的年龄，并作出合理解释，为太阳系和地球的演化确定时间坐标。
根据同位素的性质，同位素地球化学研究领域主要分稳定同位素地球化学和同位素年代学两个方面。稳定同位素地球化学主要研究自然界中稳定同位素的丰度及其变化。同位素年代学随研究领域的深入，又分为同位素地质年代学和宇宙年代学。同位素地质年代学主要研究地球及其地质体的年龄和演化历史。宇宙年代学则主要研究天体的年龄和演化历史。