Рассмотрены фундаментальные основы фракционирования стабильных изотопов водорода, кислорода, серы, углерода, азота, стронция, лития. Обобщены и проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований в области гидрохимии, изотопной гидрологии, океанологии, биохимии, и экологии. Важное место в монографии уделено результатам исследований, выполненных в бывшем Советском Союзе, при этом более 40% общего объема монографии представлено оригинальными исследованиями автора. С позиций изотопии и химии воды рассмотрена эволюция океанических вод, связанных вод подземных глубоко залегающих вод и вод инфильтрации, морских вод (Аральское, Каспийское, Азовское, Мертвое, Красное м др.) и пресноводных водоемов (оз. Байкал, Ладожское и др.) и водотоков (рр. Дон, Кубань, Волга, Белая, Уфа, Селенга, Aнгapa и др.).