氦同位素水文地质（helium isotope hydrogeology），理学-地质学/地质资源与地质工程-地质工程-水文地质学-同位素水文地质-稀有气体同位素水文地质，应用氦（He）及其同位素特征，获取水文地质信息的同位素示踪方法。He的稳定同位素包括3He和4He，天然丰度分别为0.000 137%与99.999 863%。地下水中的4He通常有5个来源：①原位产出。在含水层物质中锂、铀和钍的衰变产生的4He。②深部地壳中。③地幔中。④地下水与大气交换。⑤气泡中的4He经溶解进入地下水。前三种来源合称为陆源产生的4He。地下水中的3He通常有4个来源：①陆源来源。②氚成因。③地下水与大气交换。④气泡溶解。在水文地质领域，通常用3He/4He值来识别地下水气体来源，从而示踪地下水循环过程。3He和4He在地球不同圈层中的相对丰度有明显的差别，大陆壳源区的3He/4He值的数量级为10-8，而地幔岩体和地幔流体的3He/4He值的数量级为10-5，两个圈层之间数量级相差很大。3He/4He这一比值也常被用于具有导气作用的深大断裂的识别研究中。