稳定同位素分析有助于追踪海洋中的物理、化学和生物过程

海洋学包括与地球海洋中发生的物理、化学和生物过程有关的许多不同学科。稳定同位素分析为追踪这些过程提供了强有力的手段，无论是现代还是古代。古海洋学利用冰芯或沉积物中保存的材料的氧稳定同位素特征来阐明海表或深海温度的历史。氧和氢的稳定同位素还可以揭示海洋水域的水文、追踪水体的运动和循环、蒸发过程以及气象对地方、区域或全球尺度的影响。

养分循环和世界海洋生态也值得关注。碳、氮和硫稳定同位素是可用于追踪藻类活动、阐明地表或底栖群落内食物链结构以及在整个季节中营养物的微量通量的强大工具。稳定同位素分析对于探索深部热液系统的特别有用，在深部热液系统中，不寻常的化学合成生物是在这些极端条件下茁壮成长的社区的关键。