Актуальность. Исследование изотопного состава воды и растворенных веществ позволяет определить не только их генезис, но и процессы фракционирования, происходящие в системе «вода–порода–газ–органическое вещество» с течением времени, т. е. по мере прохождения различных этапов эволюции состава вод. Интерес к подземным водам арктических регионов Западной Сибири дополнительно связан с широким распространением здесь на глубинах пластовых вод нефтяных отложений и возможным влиянием на состав приповерхностных вод процессов криогенной метаморфизации. Цель: изучить и сопоставить изотопный состав кислорода, водорода и углерода в природных водах Ямало-Ненецкого автономного округа для выделения условных изотопных маркеров, а также для возможности проследить эволюцию изотопного состава вод вдоль вертикального разреза в районе Тазовского нефтегазоконденсатного месторождения. Объекты: поверхностные (речные, почвенные и озерные), подземные воды зоны активного водообмена Ямало-Ненецкого автономного округа и пластовые воды нефтегазоносных отложений Тазовского месторождения. Методы. Исследование изотопного состава кислорода, водорода вод, а также углерода водорастворенной углекислоты проводилось в ЦКП Многоэлементных и изотопных исследований СО РАН (г. Новосибирск) с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device и GasBench II. Результаты и выводы. Приведены данные по изотопному составу кислорода, водорода и водорастворенного углерода для природных вод Ямало-Ненецкого автономного округа. Определены характерные тренды изменения изотопного состава вод и растворенной углекислоты для различных водных объектов. Показано, что поверхностные и подземные воды активного водообмена по изотопному составу (δD и δ¹⁸О) являются инфильтрационными. По мере движения вод вниз по разрезу, с увеличением времени взаимодействия в системе «вода–порода» и повышением температур среды изотопный состав значительно утяжеляется с уклоном от глобальной линии метеорных вод вправо. Составлена схема эволюции изотопного состава водорастворенного углерода в регионе согласно полученным и некоторым литературным данным. Несмотря на широкий диапазон значений δ¹³C от –30,4 до 23,6 ‰, в регионе, по-видимому, присутствуют только два источника углекислоты: биогенный и атмосферный, при этом для подземных вод превалирующим является биогенный.