Karbon 14'le tarihleme yöntemi şu ilkeye dayanır: Canlı organizmalar dokularındaki büyük miktarda sıradan, radyoaktif olmayan karbona (karbon- 12) ek olarak, az ama yine de ölçülebilir miktarda, kendiliğinden radyoaktif karbon da (karbon- 14) biriktirirler. Bütün canlılardaki karbonun esas kaynağı ise atmosferdeki karbon dioksittir. Atmosferde bulunan karbon dioksitteki karbon- l2'nin karbon- 14'e oranı temelde hep sabit kalır. Her karbon-14 atomu sonunda mutlaka bozunup radyoaktivitesini kaybettiği halde, havadaki bir kısım azotun kozmik ışınların ürettiği nötronlarca bombardımana tutularak karbon-14'e dönüştürüldüğü nükleer tepkimeler sayesinde, atmosferdeki karbon-14 atomları bir yandan da sürekli yenilenirler. Canlı organizmalar öldükten sonra artık atmosferden yeni karbon dioksit soğurmazlar. Dolayısıyla bir hayvan, bitki veya bakteri ölüsündeki karbon- 14 bozunarak yıllar içinde giderek azalırken, radyoaktif olmayan karbon- l2'nin miktarı organizmanın öldüğü tarihte olduğu gibi kalır. Başka bir deyişle, organizmanın ölümünü izleyen zaman dilimi uzadıkça karbon l4'ün karbon- 12'ye oranı düşer. Karbon-14 düzeyinin yarıya düşebilmesi için gereken zamanın beş bin yedi yüz otuz yıl olduğu biliniyor. Yani karbon-l4'ün karbon-12'ye oranı beş bin yedi yüz otuz yılda başlangıçtaki (ölüm anındaki) değerinin yarısına iniyor. Ölü bir organizmadaki karbon-14'ün karbon-12'ye oranı belirlenerek ölüm tarihi yaklaşık olarak hesaplanabiliyor. Karbon-14'le tarihleme yöntemi arkeolojide ve jeolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Ahşap, odun kömürü, bez, kemik, kabuk, hayvan ve bitki dokuları gibi bir zamanlar canlı olan herhangi bir maddeye bu yöntem uygulanabilir. Tarih öncesi insan yerleşimleri, Mısır gömütleri, jeolojik kayaç katmanları, tarihsel, arkeolojik ve jeolojik önem taşıyan daha birçok örnek için tarih ve yaş tespiti yapılabilir.