基本概念
SMOW是通過美國國家標準局的水樣NBS-1來定義的：(D/H)SMOW=1.050(D/H)NBS-1=1.56×10-4；(18O/16O)SMOW=1.008(18O/16O)NBS-1=2.005 ×10-3，其同位素組成在實驗精度範圍內與太平洋、大西洋、印度洋三大洋開放區500～2000m深處平均海水樣品的測定值是一致的。
NBS-1是取自美國波托馬克(Potomac)河水的蒸餾水，其D/H=149 × 10-6;18O/16O=1989.4 × 10-6；δD=-47.1‰；δ=-7.89‰均相對於SMOW。美國國家標準局分發的另一個參照標準NBS-lA，是黃石公園的融化雪水，其δD =-183.2‰δ=-24.29‰，也相對於SMOW。
套用原理
同位素比值R為某一元素的重同位素豐度與輕同位素豐度之比，例如 D/H、13C/12C、34S/32S等，由於輕元素在自然界中輕同位素的相對豐度很高，而重同位素的相對豐度都很低，R值就很低且很冗長繁瑣不便於比較，故在實際工作中採用了樣品的δ值來表示樣品的同位素成分。樣品（sq）的同位素比值Rsq與一標準物質（st）的同位素比值（Rst）比較，比較結果稱為樣品的δ值，其定義為：
δ（‰）=（ Rsq / Rst - 1）×1000
即樣品的同位素比值相對於標準物質同位素比值的千分差。
對同位素標準物質的要求是：（a）組成均一性質穩定；（b）數量較多，以便長期使用；（c）化學製備和同位素測量的手續簡便；（d）大致為天然同位素比值變化範圍的中值，以便用於絕大多數樣品的測定；（e）可以做為世界範圍的零點。
目前國際通用的H、O同位素標準如下：
（1）氫同位素：分析結果均以標準平均大洋水（Standard Mean Ocean Water,即SMOW）為標準報導，D/H SMOW =（155.76 ± 0.10） × 10-6
（2）氧同位素：大部分氧同位素分析結果均以SMOW標準報導，18O/16O SMOW=（2005.2 ± 0.43）×10-6， 17O/16O SMOW=（373 ± 15）×10-6；而在碳酸鹽樣品氧同位素分析中則經常採用PDB標準，其 18O/16O = 2067.1×10-6，它與SMOW標準之間存在一轉換關係。
