自然界存在3种碳的同位素,它们的重量比例是12：13：14,分别用碳-12、碳-13、碳-14来表示.前二者是稳定同位素.碳-14则有放射性.它在大气中存在,在大气高空层中,因宇宙射线中子和大气氮核作用而生成.它在大气中与氧结合成C4O2分子,与二氧化碳(CO2)的化学性能是相同的.因此,它与二氧化碳混合一起,参予自然界的碳交换运动.它因光合作用而被植物吸收、并贮存在植物之中.人和动物需要食用植物,于是也在人体和动物体内存留.生物在存活期间,他们不断地从大气中获取这种放射性碳.但是任何一种动物或植物一旦死亡,它就停止吸收,而且会使存留体内的这种放射性碳不断减少.大约在5730年间,它的含量可以衰减一半.因此,物理学家将5730年称为半衰期.由此可知,只要用仪器测出树木、谷物、人骨、兽骨等生物遗骸中现有的碳-14含量,与它原始的碳-14水平相比,就可以推算出它们在多少年前死亡,进而可以推断与它们共存的遗存(诸如建筑遗址、墓葬或其它遗物)距今已有多少年了.
