دراسة كيمياء النظائر في الرواسب التي تحدث بشكل طبيعي والهياكل البيولوجية. النظائر مستقرة اختلافات الذري للعناصر التي تكون مستقرة على مدى فترات طويلة من الزمن، مما يعني عدم الانحلال إشعاعيا. عدة عناصر، مثل الأكسجين والكربون، لها عدة أشكال مستقرة. الأوكسجين، على سبيل المثال، تحدث في الطبيعة ك 16O و 18O – هذين الشكلين من النظائر المشعة. لديهم عدد مختلف من النيوترونات (وقد 16O النيوترونات أكثر اثنين من 18O)، وولذلك فهي أثقل. بسبب النظائر اثنين الجماهير المختلفة، تحدث التفاعلات الكيميائية والفيزيائية مثل ارتباط الناس، التبخر، وهطول الأمطار بترددات مختلفة. النظائر نسبة مستقرة محفوظاً في المركبات الكيميائية مثل المياه والجليد كربونات الكالسيوم، ويقدم معلومات عن الظروف البيئية في الوقت الذي شكلت المجمع. على سبيل المثال، فإن النسبة من 18O/16O جليد بعينه يرتبط بدرجة حرارة مياه المحيطات القديمة، الذي بدوره يعكس المناخات القديمة.