放射性同位素示踪，就是利用某种放射性同位素的原子核衰变产生的放射性现象，通过放射性检测来观察和跟踪该种元素的物理和化学变化过程，从而探知被示踪物质的行为。放射性同位素示踪技术在工业、农业、医疗和科研等领域获得了广泛的应用，如利用磷、氮等放射性同位素可以跟踪、观察植物或农作物的生长发育等各种动态，研究植物的营养和代谢作用之间的关系，植物是怎样吸收自身所必需的物质等。通过这些研究可以改进施肥方法以及土壤管理技术，为农作物的稳产高产开创新的方法。
医院利用放射性示踪剂，如碘－131、碘－125、锝－99ｍ等放射性同位素开展医疗诊断，病人在口服或注射了带有放射性标记的药物后，通过成像系统可以诊断各种疾病和人体各脏器功能，它将有助于提供全新的预防、诊断和治疗疾病。如人体甲状腺的工作需要碘，碘被吸收后会聚集在甲状腺内，给人注射碘的放射性同位素碘-131后，定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射性强度，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病。 在水流、泥沙运输以及大气运动中利用放射性同位素示踪，可以准确地跟踪观察到它们的复杂运动，如测定地下水的流速，找出地下水的流向，掌握江河中泥沙的淤积规律，建立当地的大气扩散模式等。
放射性同位素示踪一般选择的放射性同位素半衰期都较短，放射性活度较低，不会对环境和人体健康构成威胁，但其独特的技术发挥了巨大的经济效益和社会效益。
