自然界中Se有⁷⁴Se、⁷⁶Se、⁷⁷Se、⁷⁸Se、⁸⁰Se和⁸²Se共6种稳定同位素，其丰度分别为0.89%、9.36%、7.64%、49.61%、23.77%和8.73%。硒同位素组成用δ^82/76Se表示。地表水体中硒主要以六价硒离子[Se（VI）]的形式存在和迁移，其次有少量的四价硒离子[Se（IV）]和溶解的有机硒。Se（VI）和Se（IV）的生物或非生物还原是引起硒同位素发生分馏的主要途径，而铁、锰氧化物等吸附作用引起的分馏较小，据此可判断水体中硒的运移途径及是否受地球化学反应的影响。海水中的δ^82/76Se分布不均一，表层海水倾向富集硒的重同位素；河水中δ^82/76Se已知的最大值为+4.51‰；湖水中δ^82/76Se的最大值为+4.23‰；受石油冶炼厂污染的地下水的δ^82/76Se最大值为+8.14‰。