幹酪根碳氫同位素組成特征是油氣地球化學，特別是油(氣)烴源巖研究的重要內容之壹。幹酪根的碳同位素組成既繼承了其生物先質的碳同位素組成特征，又受成巖作用和生成作用的影響。陸相源巖中幹酪根的碳同位素組成與陸相有機質碳同位素組成的平均值相近，為－22‰～－30‰，而海相源巖中幹酪根的碳同位素組成分布範圍較寬，為－10‰～－50‰，多數值為－26‰±7‰。相對於其生物先質而言，經歷了成巖作用和熱成熟作用的幹酪根，碳同位素組成不會發生明顯變化。在石油生成的熱演化範圍內，幹酪根的碳同位素組成隨熱演化程度增高稍有變重(小於2‰)，但進入變質作用階段後，隨變質程度增加，幹酪根碳同位素組成可能嚴重變重。
沈平等(1991)對我國幾個盆地幹酪根碳氫同位素研究後認為，I型幹酪根碳同位素組成在－28.0‰～－30.2‰，I—Ⅱ型幹酪根δ13C值為－26.7‰～－29.4‰，Ⅱ—Ⅲ型幹酪根δ13C值為－24.0‰～－25.8‰。碳同位素組成輕於－28.0‰的幹酪根其源巖沈積環境有兩種情況，壹種為淡水深湖相沈積，如泌陽凹陷古近系核三段、準噶爾盆地南緣妖魔山上二疊統;另壹種為海相沈積，如安徽壽縣震旦系。這些烴源巖中的幹酪根以腐泥型幹酪根為主。δ13C重於－26‰的幹酪根，源巖的沈積條件為以陸源高等植物為主的沼澤相或湖沼相及海陸過渡相，如鄂爾多斯盆地石炭－二疊系，準噶爾盆地南緣侏羅系等，這些源巖中的幹酪根為腐殖型幹酪根，δ13C介於－26.0‰～－28.0‰之間，源巖沈積相為淺湖至濱湖相或海陸過渡相。
幹酪根的H/C原子比的變化，隨熱演化程度增加，幹酪根H/C原子比減小。而烴源巖熱演化對幹酪根碳同位素組成改變很小，在1以內。由此可見，在熱演化程度較高時，幹酪根碳同位素組成比幹酪根H/C原子比能更有效地區分幹酪根類型。
Schoell(1984)統計了已有文獻中幹酪根的氫同位素組成，在－90‰～－130‰之間。沈平等(1991‰)基於對我國百色盆地、南陽盆地、江漢盆地和遼河盆地幹酪根的氫同位素研究認為，淡水—半鹹水沈積環境沈積的源巖中，幹酪根氫同位素組成為－133‰～－210‰，在鹹水環境沈積的源巖中，幹酪根氫同位素組成為－119‰。δD輕於－130‰的幹酪根，其源巖為淡水湖相或淡水沼澤相沈積，如泌陽凹陷古近系核三段，準噶爾盆地南緣妖魔山上二疊統，準噶爾盆地南緣侏羅系。δD重於－130‰的幹酪根，其源巖為半鹹水至鹹水的湖沼相、海陸過渡相及海相沈積，如黃驊坳陷和金湖凹陷古近－新近系、鄂爾多斯盆地石炭－二疊系、安徽壽縣震旦系。