I allmänhet är spårämnet kemiskt identiskt med ämnet man vill undersöka men innehåller andra isotoper än detta. Vid studier av kemiska reaktioner måste man tillse att isotoputbyte sker; se isotoputspädningsteknik. Spårämnet deltar i förloppen på samma sätt som ämnet självt, och genom analyser kan man följa dess omsättning eller fördelning