微量元素營養不良評估 穩定同位素為測量鐵的吸收及其生物利用率提供了唯一的直接方法。在有關人體內的鐵的研究以及有關營養素生物利用率（例如鐵、鋅和維生素A）的其它研究中，同位素已被視為是“金標準”。
同位素稀釋法被用于評估維生素A狀況。其原理是將標記過的類胡蘿卜素轉化為維生素A,因此可借助碳-13類胡蘿卜素對后者進行追蹤。這樣,通過了解口服的示蹤劑在不同人體庫中的稀釋程度，可以測量維生素A庫的規模。在營養研究中，這項技術在測量維生素A和類胡蘿卜素的補充或強化方法的有效性方面具有應用潛力。
穩定同位素的另一項有效應用是評估微量元素的生物利用率以及微量元素庫的規模，例如鐵（鐵-57和鐵-58）和鋅（鋅-67和鋅-70）。可以在活體內對標記好的微量元素的吸收情況進行追蹤。這種方法在若干發展中國家的營養補充或強化試驗的有效性測定方面已得到驗證。
檢測傳染病 碳-13呼吸測試通常被用于檢查幽門螺旋桿菌在胃中的細菌群集現象。這種呼吸測試是在口服碳-13標記尿素后，測量呼出氣中13CO2的含量。這種使用穩定同位素進行的測試非常可靠而且無侵入，可以在傳染病和營養不良高發區兒童身上安全應用。重要的是,所需設備的價格不是很高，并且在許多發展中國家承受范圍之內。
估計總能量消耗 雙重標記水法（2H218O）是唯一能夠準確確定人在其環境中的能量需要的技術，并且是確定食品能量攝入的最可靠方法之一。由于其費用不高、準確并能夠在現場條件下應用，這種方法獲得了愈來愈廣泛的應用。
當研究對象攝入帶雙重標記的水后，同位素將與體內水份混合，并在若干天內隨各種體液排出。通過對尿液或唾液樣本中的氫- 2（氘）濃度進行日常測量，可以估計體內水份的代謝回轉。在分析樣本中的氧-18時,結果會表明氧-18的排出速率比氫- 2快，因為呼出二氧化碳中也含有氧-18。因此示蹤劑氧-18和氫- 2之間的排出速率差異顯示出觀測期間產生的二氧化碳體積。這個參數可用于計算研究對象的總能量消耗。
瘦體質成分的確定 口服氫- 2和氧-18標記的水，并使之在4～6小時內保持平衡。唾液或者尿液中的同位素濃度反映了同位素經歷的稀釋過程。在計算瘦體質成分時，體重的差異就是脂肪組織的重量。
總氮通量測量 當人處于緊張狀態時，氮流量平衡會發生改變,分解代謝過程強于合成過程，因此導致負平衡。通過口服一劑氮- 15標記的氨基酸或更適宜的蛋白質，可對整個人體的蛋白質代謝回轉進行測量。收集9～12小時內的尿液，并測定在尿氨和尿素中的示蹤劑氮-15的含量。通過這2個數值可以對整個人體的蛋白質代謝回轉進行可靠估計，后者對非蛋白質氮代謝過程中的變化不敏感。
營養素的吸收和利用 斷乳嬰兒經常要經歷一段因感染而腹瀉的時期。在這段時間內，營養素攝入不足以滿足嬰兒生長的需要--小腸容量的增加非常重要。當碳- 13標記的大米（在光合作用期間被暴露于13CO2中）被煮熟和吃下后，可以根據呼吸樣本中的13CO2來檢測淀粉的消化和吸收。可以通過測定示蹤劑碳在全部糞便碳中的含量來估計吸收不良的程度。
食品分析 中子活化分析（NAA）非常有效，因為它的敏感性很高并可以同時測定若干微量元素。感偶等離子體質譜法（ICP-MS）也是測定多元素的一種方法。由于能夠使用許多研究堆來提供所需中子源，NAA相關方法的應用對發展中國家非常具有吸引力。
空氣污染測定 核和相關分析技術特別適于對過濾器收集的空氣顆粒物質進行無損多元素分析。通常使用的技術包括:ICP- MS、NAA、粒子誘導X射線發射、粒子誘導γ射線發射 、能量色散X射線熒光分析和全反射X射線熒光。
同位素稀釋法被用于評估維生素A狀況。其原理是將標記過的類胡蘿卜素轉化為維生素A,因此可借助碳-13類胡蘿卜素對后者進行追蹤。這樣,通過了解口服的示蹤劑在不同人體庫中的稀釋程度，可以測量維生素A庫的規模。在營養研究中，這項技術在測量維生素A和類胡蘿卜素的補充或強化方法的有效性方面具有應用潛力。
穩定同位素的另一項有效應用是評估微量元素的生物利用率以及微量元素庫的規模，例如鐵（鐵-57和鐵-58）和鋅（鋅-67和鋅-70）。可以在活體內對標記好的微量元素的吸收情況進行追蹤。這種方法在若干發展中國家的營養補充或強化試驗的有效性測定方面已得到驗證。
檢測傳染病 碳-13呼吸測試通常被用于檢查幽門螺旋桿菌在胃中的細菌群集現象。這種呼吸測試是在口服碳-13標記尿素后，測量呼出氣中13CO2的含量。這種使用穩定同位素進行的測試非常可靠而且無侵入，可以在傳染病和營養不良高發區兒童身上安全應用。重要的是,所需設備的價格不是很高，并且在許多發展中國家承受范圍之內。
估計總能量消耗 雙重標記水法（2H218O）是唯一能夠準確確定人在其環境中的能量需要的技術，并且是確定食品能量攝入的最可靠方法之一。由于其費用不高、準確并能夠在現場條件下應用，這種方法獲得了愈來愈廣泛的應用。
當研究對象攝入帶雙重標記的水后，同位素將與體內水份混合，并在若干天內隨各種體液排出。通過對尿液或唾液樣本中的氫- 2（氘）濃度進行日常測量，可以估計體內水份的代謝回轉。在分析樣本中的氧-18時,結果會表明氧-18的排出速率比氫- 2快，因為呼出二氧化碳中也含有氧-18。因此示蹤劑氧-18和氫- 2之間的排出速率差異顯示出觀測期間產生的二氧化碳體積。這個參數可用于計算研究對象的總能量消耗。
瘦體質成分的確定 口服氫- 2和氧-18標記的水，并使之在4～6小時內保持平衡。唾液或者尿液中的同位素濃度反映了同位素經歷的稀釋過程。在計算瘦體質成分時，體重的差異就是脂肪組織的重量。
總氮通量測量 當人處于緊張狀態時，氮流量平衡會發生改變,分解代謝過程強于合成過程，因此導致負平衡。通過口服一劑氮- 15標記的氨基酸或更適宜的蛋白質，可對整個人體的蛋白質代謝回轉進行測量。收集9～12小時內的尿液，并測定在尿氨和尿素中的示蹤劑氮-15的含量。通過這2個數值可以對整個人體的蛋白質代謝回轉進行可靠估計，后者對非蛋白質氮代謝過程中的變化不敏感。
營養素的吸收和利用 斷乳嬰兒經常要經歷一段因感染而腹瀉的時期。在這段時間內，營養素攝入不足以滿足嬰兒生長的需要--小腸容量的增加非常重要。當碳- 13標記的大米（在光合作用期間被暴露于13CO2中）被煮熟和吃下后，可以根據呼吸樣本中的13CO2來檢測淀粉的消化和吸收。可以通過測定示蹤劑碳在全部糞便碳中的含量來估計吸收不良的程度。
食品分析 中子活化分析（NAA）非常有效，因為它的敏感性很高并可以同時測定若干微量元素。感偶等離子體質譜法（ICP-MS）也是測定多元素的一種方法。由于能夠使用許多研究堆來提供所需中子源，NAA相關方法的應用對發展中國家非常具有吸引力。
空氣污染測定 核和相關分析技術特別適于對過濾器收集的空氣顆粒物質進行無損多元素分析。通常使用的技術包括:ICP- MS、NAA、粒子誘導X射線發射、粒子誘導γ射線發射 、能量色散X射線熒光分析和全反射X射線熒光。
