Stabile isotoper har en større naturlig forekomst enn karbon-14 og trenger derfor ikke så høy energi som i et AMS-system for å måles. Ionestrålen kan måles direkte som strøm i et isoptopratio massespektrometer (IRMS).

Stabile isotoper er ikke-radioaktive nuklider. Ratioet av visse av disse isotopene mot den isotopen som forekommer hyppigst i naturen kan brukes til å studere masseavhengig fraksjonering. Berikelse eller uttømming av den tunge relativt til den lette isotopen, sammenliknet med en standardprøve, gir oss δ-verdien. For δ¹³C er denne standarden «Vienna Pee Dee Belemnite», en type fossil blekksprut. δ¹⁵N måles relativt til luft.

Variasjoner i forekomsten av stabile isotoper kan gi informasjon om fotosyntetiske prosesser hos planter, diettpreferanse hos mennesker og dyr og kan brukes til å skille organisk fra uorganisk karbon. Ratioet ¹³C/¹²C brukes også i fraksjoneringskorreksjon av karbondateringer og kan i tilfeller der endringer i ratioet indikerer en endring i fotosynteseaktivitet gi informasjon om tidligere tiders klima.

Måling av stabile isotoper koster 340 NOK per analyse. En analyse kan være en kombinert δ13C- og δ15N-analyse, eller en δ34S-analyse, eller en kombinert δ13C- og δ18O-analyse.

Prøvepreparering for stabile isotoper koster 1000 NOK per prøve (det skal ikke betales for prøver, som allikevel blir preparert for karbondatering). Prøvepreparering kan f.eks. være ekstraksjon av kollagen fra bein, eller av alfa-cellulose fra tre.