本书内容主要基于作者长期从事气体同位素质谱分析的经验和蔡祖聪教授团队10余年稳定同位素示踪研究成果积累撰写，分为上、下两篇。上篇重点介绍稳定同位素示踪原理和同位素质谱分析技术，分为5章，分别介绍稳定同位素质谱分析原理、同位素质谱仪测定值的精准性及判定方法，不同形态和浓度样品的碳、氮同位素质谱分析方法、稳定同位素示踪试验操作技术及注意事项。下篇主要介绍15N和13C稳定同位素示踪技术在土壤、生态、环境研究中的应用，重点介绍几种新兴的基于稳定同位素示踪技术研究碳、氮循环的方法和案例，包括利用15N稳定同位素成对标记和配对技术研究土壤氮气产生量、利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤氮素初级转化速率、利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤N2O产生途径、应用同位素异位体法研究N2O的产生途径、碳稳定同位素自然丰度法研究CH4产生途径、氧化过程分馏系数的原理与方法。