工业中的应用
在工业活动中，示踪原子为使用多种高性能的检测方法和生产过程自动控制方法提供了可能性，克服了传统检测方法难以完成甚至无法完成的难题。如石油工业中采用放射性核素示踪微球等方法测绘注水井吸水剖面，为评价地层，调整注水量的分配，实现石油的增产和稳定做出了贡献。在机械工业中可用氪（85kr）化技术进行机械磨损研究，测量一些其他方法不能完成的运动部件的最高工作温度和温度分布。此外，这一灵敏度很高的85kr检漏方法也在机械工业产品、机械零部件和金属真空系统的检漏，以及电子工业半导体器件的检漏中得到应用。在钢铁工业中，可用同位素示踪技术测定高炉炉壁的腐蚀程度。水利工程中可用来探测大坝的渗漏情况等。
环境研究中的应用
同位素示踪技术可用于研究环境各介质（水圈、土壤圈、大气圈、生物圈等）中污染物的分布、迁移和富集规律，从静态和动态两方面，研究污染物的时空特征。如用长寿命放射性核素36cl标记有机卤族化合物，研究其在环境中的行为。用经富集的、稳定的196hg或202hg，研究汞在大气圈、水圈和生物圈中的转移、甲基化过程及其环境效应。
生物医学中的应用
主要应用于临床论断和医学研究方面。如2h和10o双标记的葡萄糖可用于研究人体能量的摄入和消耗过程；用51cr标记方法可研究人体的血量；用131l可研究甲状腺功能；用58fe可研究缺铁性贫血；用18f标记的葡萄糖可研究脑血流量及其代谢活动等。
农业中的应用
主要应用于研究施肥方法、途径及其肥效；杀虫剂和除莠剂对昆虫和杂草的抑制和杀灭作用；植物激素和生长刺激素对农作物代谢和功能的影响；激素、维生素、微量元素、饲料和药物对家畜生长和发育的影响；此外，正是由于放射性同位素14c的应用，导致了自然界中光合作用机理的发现主要应用于研究施肥方法、途径及其肥效；杀虫剂和除莠剂对昆虫和杂草的抑制和杀菌作用。正是由于放射性同位素14c的应用，导致了自然界中光合作用机理的发现。
