铁同位素水文地质（iron 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-稳定同位素水文地质-非传统稳定同位素水文地质，利用铁（Fe）同位素组成的变化规律及分馏机理，追踪地下水中铁的来源，揭示地下水化学演化等过程的方法。自然界中Fe有54Fe、56Fe、57Fe和58Fe共4个稳定同位素，其丰度分别为5.84%、91.76%、2.12%和0.28%。铁同位素组成用铁-56同位素千分偏差（δ56Fe）表示。水体中的铁主要来源于岩石风化淋滤、沉积物还原溶解等。在铁同位素水文地质研究中，主要利用铁同位素对含水层中铁的物质来源、重金属（如砷、铀等）迁移和转化、地下水/地表水交互作用，以及氧化还原过程、吸附过程、矿物沉淀/溶解过程、有机质络合过程等进行研究。海水的δ56Fe变化范围为-3.45‰～+0.80‰；河水的δ56Fe变化范围为-0.90‰～+0.67‰；地下水的δ56Fe变化范围为-3.40‰～+1.00‰；沉积物孔隙水的δ56Fe变化范围为-4.91‰～+0.45‰。