Il carbonio-14 è un isotopo radioattivo del carbonio che decade emettendo particelle β secondo la seguente equazione:

Il carbonio-14 è presente in piccola quantità nell’atmosfera: esso si forma a un ritmo abbastanza costante a partire dall’azoto-14 per azione dei raggi cosmici. Gli atomi dell’isotopo radioattivo del carbonio, e quelli molto più numerosi di carbonio-12, penetrano negli esseri viventi attraverso la fotosintesi, poiché gli organismi non sanno distinguere l’isotopo radioattivo dagli atomi stabili, e l’assimilano ugualmente.

 Fino a quando l’organismo è vivo, c’è un continuo ricambio di atomi di carbonio per cui si mantiene pressoché inalterato il rapporto tra i due isotopi (1/10¹²). Non appena l’organismo muore la quantità di ¹⁴C si riduce regolarmente, dimezzandosi ogni 5730 anni. Misurando l’emissione β del ¹⁴C residuo in un reperto archeologico e confrontandola con quella di un campione attuale, possiamo risalire al numero di dimezzamenti subiti dal radioisotopo e, successivamente, all’età del reperto.

Questo metodo si presta per datare reperti di origine organica con età non superiore a 60000 anni. Per reperti ancora più antichi e per le rocce, ricorriamo ad altri radioisotopi, come il ⁴⁰K, che ha un tempo di dimezzamento superiore a 1 miliardo di anni.