氧同位素分析是一種科學方法，用於測量氧的三種同位素（16O、17O、18O）的比例，這些同位素在自然界中以不同的相對豐度存在。這種分析在地球科學、生物學、醫學和地理學等多個領域中有著廣泛的套用。
氧同位素分析的方法包括：
質譜法。這是氧同位素分析的基準方法，其他方法如密度法、折射法、氣相色譜法、色質聯用法、光譜法、核磁共振法、活化分析法等，都是基於質譜法的補充或改進。
五氟化溴法。這是一種傳統的氟化方法，涉及將樣品與五氟化溴反應，釋放出O2，然後將O2轉化為CO2氣體進行質譜分析。
雷射探針法和離子探針法（SIMS）。這些方法分別使用雷射和離子束激發樣品，產生氧同位素信息，然後通過質譜儀進行分析。
在地球科學中，氧同位素分析對於理解成岩成礦過程、確定地質年代、研究古氣候等方面至關重要。例如，氧同位素的18O/16O比值通常用於描述天然物質中的氧同位素組成，一般採用標準平均海洋水(SMOW)作為參考標準。
此外，氧同位素分析還在生物學和醫學領域展現出廣闊的套用前景，例如在斷代研究中的套用，特別是在冰川學和古氣候研究中。