Os isótopos ambientais são utilizados nos estudos hidrogeológicos como ferramenta complementar na avaliação dos fluxos subterrâneos, investigação sobre a origem das águas e interpretações sobre mecanismos de contaminação (Clark & Fritz, 1997).
A investigação o o monitoramento de isótopos ambientais permite realizar avaliações sobre a dinâmica de fluxos locais e regionais e sobre a correlação entre unidades aquíferas e com corpos hídricos superficiais, bem como permite verificar a presença e o comportamento de contaminantes no meio ambiente.
Tradicionalmente utilizados na Geologia Forense, em investigações criminais, recentemente o uso de isótopos passou a ser uma importante ferramente na determinação de origens de contaminantes, podendo caracterizar, por exemplo a propriedade de origem de uma determinada pluma de contaminação.