İzotop izleyicisi, fiziksel, kimyasal ya da biyolojik bir sistemde yer alan maddelere katılan algılanması olanaklı kararlı ya da radyoaktif atom. Maddenin sistemde aldığı yol, içine katılan bu atomlar aracılığıyla izlenebilir; aynı yöntemle maddenin davranışı incelenebilir ve maddenin sistem içerisindeki dağılıım saptanabilir. İzotop izleyicisinin davranışı ile incelenecek maddenin davranışı aynı olmalıdır. Ama, buna ek olarak, izotop izleyicisinin algılanmasını sağlayacak ayırt edici bir özellik taşıması da gerekir. lzotoplardan bu amaçla ilk kez 1930’larda yararlanılmıştır.
Kimyasal bir elementin hareketi, içerisine aynı elementin algılanabilir bir izotopu katılarak izlenebilir. Bu yöntemde ölçümler uygun bir aygıtla saptanan ağırlık farklılıklarına dayandırılabilir. Radyoaktif izotop izleyicisi kullanılması durumunda, izleyicinin işınımı algılanabilir. Kütle spektroskopisi yoluyla da ağırlığı 10-9 gram olan kararlı izotopların varlığı saptanabilir. Radyoaktif izleyici kullanılması durumunda ise, birkaç atomun varlığı bile belirlenebilir. Bilimin her alanında, mühendislikte ve tıpta bu tür uygulamalardan yararlanılır. Ayrıca, bir maddenin dağılımının ve taşıma hızının saptanması gereken her durumda izotop izleyicisi kullamlabilir.
Bir sistemin hacmini ölçmek için izotop seyreltme yönteminden yaygın olarak yararlanılır. Bu yöntemde kararlı ya da radyoaktif izleyiciler kullanılabilir. İnsan kan sisteminin ya da sanayide kullanılan tankların hacmini ölçmek için sisteme çok az miktarda radyoaktif izleyici katılır. İzleyici sisteme düzgün olarak dağıldıktan sonra sistemden belirli hacimde bir örnek alınarak içerisindeki radyoaktif izleyici miktarı saptanır. Saptanan bu miktarın sisteme katılan toplam izleyici miktarına oranı, alınan örneğin hacminin sistemin toplam hacmine oranına eşittir.
