同位素地球化学包括同位素示踪和同位素年代学，研究地球物质组成、来源与形成时代，是现代地球科学发展的重要生长点和支柱学科之一。发展同位素地球化学对于占领固体地球科学学科制高点，提高原始创新能力，满足国家资源供给和环境保障等具有重要的战略意义。学前处理、元素分析、原位微区分析、同位素定年和示踪、高温高压模拟等实验系统。实验室是“国家大型仪器中心—广州质谱中心”的挂靠单位;与香港大学共建了“化学地球动力学联合实验室”，与大庆油田共建了“油气成藏年代学研究中心”。 

　　中国科学院同位素年代学和地球化学重点实验室成立于2004年，其前身是奠定我国元素和同位素地球化学研究基础的第一个稀有元素矿物化学实验室(1956年)和第一个同位素绝对年龄实验室(1960年)。实验室依托“地球化学”、“矿物学、岩石学、矿床学”、“构造地质学”和“环境科学”等4个具有博士学位授予权的二级学科，定位于基础研究，致力于发展同位素和元素地球化学理论和技术方法，揭示地球内部和浅表地质体的物质组成及演变规律，深化对地球形成演化、地球各层圈相互作用以及各种地质过程的认识，阐明其对矿产资源形成和环境变化的制约，为解决资源环境领域重大科学问题提供理论依据。近年来，实验室在研究方向凝练、重大项目申请、人才队伍建设、技术研发和平台建设，以及创新成果产出等方面取得了长足的进步，连续两次(2004年和2009年)在中国科学院地学领域重点实验室评估中名列第一。 

　　实验室拥有一支年轻、充满活力的高素质研究队伍，包括:国家自然科学基金委创新研究群体1个，中国科学院国际合作伙伴计划创新团队1个，国家杰出青年科学基金获得者7人，中国青年科技奖1人，中国地质学会“金锤奖”1人，中国矿物岩石地球化学学会“侯德封奖”8人，孙贤鉥奖2人，入选美国信息研究所基本科学指数(ESI)地学高引用率科学家名录10人，6人次在国际重要学术组织和期刊任职。 

　　实验室组建了具有国际水准的地球化学分析平台和技术支撑系统，拥有独立的实验大楼，实验和办公面积逾3300平方米，配备了多种先进的元素和同位素分析仪器（总值超过6500万元），建立了化学前处理、元素分析、原位微区分析、同位素定年和示踪、高温高压模拟等实验系统。实验室是“国家大型仪器中心—广州质谱中心”的挂靠单位；与香港大学共建了“化学地球动力学联合实验室”，与大庆油田共建了“油气成藏年代学研究中心”。 

　　在国家973项目、中国科学院重大项目、国家基金委重点项目、中国科学院重要方向性项目和企业重大项目等的支持下，实验室围绕同位素和元素地球化学示踪理论和技术，大陆聚散、陆内改造及其资源效应，深部地质过程与地球系统变化等方向进行了深入研究，取得了一系列在国际上有显示度的成果，如建立了硫化物矿床和油气成藏同位素定年方法、揭示了俯冲和地壳熔融过程中部分元素的行为特征、较早提出华北克拉通破坏的观点、确定华南新元古代与二叠纪两个地幔柱、发现5个超高压新矿物、证实我国地外天体撞击构造—岫岩陨石坑等。五年来共发表SCI论文357篇，其中在国际学术期刊上发表论文248篇，包括在PNAS、Nature Geoscience、Geochimica et Cosmochimica Acta、Geology、Earth and Planetary Science Letters和Journal of Petrology等顶级刊物上发表了40多篇论文。全部论文五年内SCI他引逾6000次，五年内发表论文的SCI他引2000余次。获国家自然科学二等奖1项，省部级自然科学一等奖3项。 

　　依照《国家重点实验室建设与管理办法》的总体要求，中国科学院广州地球化学研究所近年来在“中国科学院同位素年代学和地球化学重点实验室”的基础上，完成了相关优势研究力量的整合和学科配置，申请建设“同位素地球化学国家重点实验室”。实验室将紧紧围绕同位素地球化学的学科前沿和国家战略目标，在保持实验室在相关研究领域优势地位的同时，将其建设成为国家科技创新与人才培养基地，辐射带动我国地球科学的发展。