海河流域位于我国华北平原东北部，是我国污染最严重的流域之一，这是由于近年来海河流域地区快速发展的经济以及人口的迅速增长，导致流域水资源的过度开发和破坏。为了有效的利用和保护海河流域珍贵的水资源，我们必须深入的了解流域水文循环的每个过程和机制，而大气降水是流域水文循环中最重要的一个环节之一，因此研究大气降水的现代过程对于解决上述问题有着极其重要的意义。稳定同位素技术已经被广泛的应用于水文循环的各个环节，固研究大气降水中稳定同位素的特征就显得尤为必要。本研究利用海河流域2012年7月～2013年1月7个观测站点大气降水中的δD和δ18O数据，研究了流域降水稳定同位素的时空变化特征。结果表明流域降水稳定同位素季节变化具有明显的空间差异，南部站点降水稳定同位素值季风期(7～9月)相对贫化，非季风期相对富集;而流域北部站点则相反。这种季节上的空间差异主要反映了不同水汽来源和气候要素的控制，季风期间，受海洋水汽(d＜8.4‰)影响，流域降水中稳定同位素值普遍较低，而非季风期间由于大陆水汽(d＞14.1‰)影响，其降水中同位素以高值为特征;在日和月时间尺度上，降水中稳定同位素变化在流域南部地区（除惠民站外）表现出显著的降水量效应，而在北部地区则表现为显著的温度效应。流域降水易受到云底二次蒸发的影响，特别是在季风期间，受其影响，流域大气水线的斜率和截距显著降低。流域降水同位素具有明显的空间差异，季风期间，其δ18O值与纬度和海拔的定量关系为δ18O=-0.1013LAT2+7.61064LAT-0.0005ALT-150.5990。