概念
同位素古溫度測定（isotopic paleothermometry）是主要利用海生動物碳酸鹽骨骼和殼體的氧同位素組成確定古海洋溫度的方法。交換反應
古海洋中進行著海水與碳酸鹽間的氧同位素交換反應：H2 18O+HC 16O3≠H2 16O+HC18O3，當交換反應達到平衡時，其平衡常數與溫度有確定的關係。因此，可利用碳酸鹽的18O含量確定當時的溫度，溫度愈低，碳酸鹽中18O含量愈高。條件
使用同位素測定古溫度必須滿足下列條件：①碳酸鹽與水之間達到同位素交換平衡；②從沉積時起，碳酸鹽的氧同位素組成必須保持不變；③碳酸鹽的固體擴散、白雲岩化、溶解和再沉積以及變質作用都會改變氧同位素組成，影響測定的精度，因此不能選取有這些現象的樣品。對古溫度測定最適合的是腕足類、頭足類和多數有孔蟲，珊瑚和棘皮動物不適合，呼吸空氣中氧氣的動物的碳酸鹽骨骼也不適合，因為空氣氧的同位素組成不同於水。這種方法適合測定從侏羅紀到現代的海水盆地的溫度。由於淡水的18O組成變化很大，一般不能用淡水中沉積的碳酸鹽來測古溫度。
