同位体とは、同じ元素の原子のうち、陽子の数が等しく、中性子の数が不等で、重さがわずかに異なる原子のことです。 放射性同位体（たとえば C-14）は時間とともに減衰する性質があり、考古学的発掘物や土壌、岩石の年代測定に非常に重要なツールとなります。 安定同位体は、崩壊しない安定した原子核を持っています。 4087>同位体は私たちが生活している世界のどこにでも存在しますが、同じ元素の異なる同位体が存在するバランス（比率）は、異なる物質（たとえば、異なる種類の食品）や生態系（たとえば、陸と海や異なる気候帯）の間で変化しています。 私たちが成長し、絶えず組織が更新されるにつれて、私たちが食べる食物や飲む水に含まれる同位体は、骨格を含むすべての身体組織に取り込まれていきます。 骨や歯に含まれるさまざまな同位体の比率を測定し、それが自然界でどのように発生するかについての科学的知識を用いて、その由来をたどることで、考古学者は、その人の食生活や育った環境など、多くのことを知ることができるのです。 この2つの比（13C/12C）は通常、δ13C（発音：デルタ13-C）値と呼ばれる。
同位体比は、同位体比質量分析計（IRMS）と呼ばれる分析装置で測定されます。 炭素と窒素の安定同位体比は、食事に関するさまざまな疑問（たとえば、動物製品や魚の消費、離乳年齢）を調べるために最も頻繁に使用され、酸素とストロンチウム同位体比の主な用途は、古代の移動（ステップ 2.11 参照）を復元するためのものです。 例えば、炭素の安定同位体では、陸上植物の大部分を占めるいわゆるC3植物と、トウモロコシをはじめとするC4植物という、ある種の植物を区別することができます。 同位体法の最も初期の応用例としては、北アメリカにおける農耕（トウモロコシ農法）の導入の追跡に用いられた。 古代にC4植物がほとんどなかったヨーロッパでは、炭素安定同位体は陸上食品と海産物（魚介類）を区別するために使われることがほとんどである。 また、窒素同位体比と組み合わせることで、食物連鎖の上位に位置する個体ほど増加するため、食事に含まれる動物性食品の量を示すことができる。 ただし、この方法では肉と乳製品を区別することはできない（図1参照）。 例えば、過去の食習慣を研究した結果、新石器時代の人々は魚をほとんど食べなかったが、中世の高位の司教は断食に関連する魚を信徒よりもかなり多く食べていたことがわかった。 北西ヨーロッパの典型的な骨コラーゲン安定同位体比、食事再構成の原理を説明する。
© Müldner 2009, University of Reading
Weaning
離乳とは、子供の食事が母乳から固形食へと徐々に移行することを表す言葉である。 過去の集団における離乳年齢の研究は、窒素と酸素の安定同位体比が、個人の「栄養」レベル（または食物連鎖上のポイント）によって異なるという事実に基づいています。 母乳育児をすることで、子供は母親の組織を効率的に摂取し、食物連鎖の上位に位置し、自分の組織の窒素同位体比（またはδ15N）を増加させます。 離乳が始まり、母乳が徐々に他の食品に取って代わられると、組織のδ15Nは減少し、母親やその集団の他の成人の値と一致するようになる。
同様に、酸素同位体は環境中の水から体内に取り込まれる。 母乳育児の場合、子供は高レベルの18Oを消費しますが、同位体的に「軽い」供給源から水を消費し始めると、徐々に低下します。 歯に含まれる窒素や酸素の同位体比（その歯が生えたときの年齢との比較）を追跡すると、その子が母乳から離乳し、固形食に移行した年齢を特定するのに役立ちます。