原理

碳有三种同位素：C-12、 C-13、 C-14。 C-12和C-13是稳定的，C-14则有放射性并以已知速率衰变。同时，C-14在大气高空层因宇宙辐射反应而持续不断地产生。 C-14的不断衰变因不断产生而达到平衡，因此，C-14与C-12之比始终保持近乎相同。碳在所谓碳循环的过程中运行于大气、海洋和生物之间。植物从大气中摄入二氧化碳，在组织中保留一些，食草动物吃下植物，反过来又被食肉动物所吃，如此等等。C-14在化学性质上与C-12并没有什么不同，两种同位素在碳循环中以相似的速率运行。这样，C-14在大气中衰变、产生而达到平衡，是在碳循环中进行的。在所有生物中C-14与C-12之比保持相等。循环因死亡而中断。植物或动物死亡后保存了下来，碳的交换却中止了。衰变的C-14不再有新的C-14来平衡。C-14对C-12的比例持续下降。由于发生衰变的速率是已知的，这就有可能从剩下的C-14相对数量中估算出植物或动物死亡后已有多久。年代范围因实验室而异。大多数是自0-49000 bp左右。格勒宁京（Gr■ningen）用了一种特别的方法，使有效范围扩展到70000 bp左右。准确度放射性碳定年如不伴以“加或减”或者可能误差（标准误差），是不完全的。这反可表明C-14测定年代中的不确切性。真实年代有68％的可能性是在所示年代可能误差的两头之间，有95％的可能性是在两个可能误差之中，或者，有99％的可能性是在三个可能误差之中。以10000 bp为代表，可能误差在±50和±250年之间。