传统同位素分析是实验测试室的主要业务方向，具备开展Rb-Sr、Sm-Nd、Pb、Re-Os、C、H、O、N、S等同位素的测试能力，尤其是在稀释法测年具有明显的优势，Sm-Nd分相及闪锌矿Rb-Sr分相测年技术为基性-超基性岩和铅锌矿等困难定年对象提供了难得的技术手段。
在成熟技术方法的基础上，实验测试室积极开展标准化研究，组织局系统6家实验室制修订了DZ/T 0184—2024《地质样品同位素分析方法》，同时还修订了地矿行业标准DZ/T 0130.8《地质矿产实验室测试质量管理规范 第8部分：地质样品同位素分析》；研制国家一级标准物质三项，其中硅酸盐O同位素标准物质2个（GBW04409和GBW04410）、Rb-Sr年龄标准物质1个（GBW04411）。
主要仪器设备：
（1）表面热电离质谱仪：Triton Ti、Triton XT
负责人：张利国 电话：18627153559 E-mail：zhangliguo@mail.cgs.gov.cn
（2）气体同位素质谱仪：MAT253、Delta V Advantage
负责人：蔡应雄 电话：18040527050 E-mail：caiyingxiong@mail.cgs.gov.cn
（3）液态水同位素分析仪: IWA-35EP
负责人：蔡应雄 电话：18040527050 E-mail：caiyingxiong@mail.cgs.gov.cn
（4）超低本底液体闪烁能谱仪：Quantulus-1220
负责人：卢山松 电话：13545918452 E-mail：lushansong@mail.cgs.gov.cn