A stabilizotóp-geokémia hagyományosan öt elem, a hidrogén, szén, nitrogén, oxigén és kén stabilis izotópjainak természetbeni eloszlásával és annak törvényszerűségeivel foglalkozik. Ezt az öt elemet több közös tulajdonság fűzi össze : – Kicsi az atomtömegük, ezért az izotópjaik közötti relatív tömegkülönbség – és az ebből fakadó kémiai viselkedésbeli eltérés – nagy. – Kovalens kötéseket képeznek. Az egyes izotópok között jelentkező kötéserősségbeli különbségek az erős kovalens kötések esetében felnagyítódnak (szemben például a gyengébb ionos kötéssel). – A vegyületek széles skáláját hozzák létre. – A ritka nehéz izotóp is elég gyakori előfordulású, ami megkönnyíti a pontos izotóparány-elemzést. – Azonos méréstechnika segítségével határozható meg az izotópok mennyisége.