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.