是利用自然存在的碳-14同位素的放射性定年法，用以确定原先存活的动物和植物的年龄的一种方法，可测定早至五万年前有机物质的年代。对于考古学来讲，这是一个准确的定年法技术。
基础
碳以同位素混合物形式存在于大气和所有生命组织中（在组织存活时期混合物的比例为恒定）。碳有两个同位素：碳-12（12C）和碳-13（13C）。除此之外，还有一些微量的不稳定(放射性)同位素：碳-14（14C）。14C的半衰期为5730年，因此它要用很长的时间才可完全消失，当（动物或植物）组织死亡后，由于碳——14要经历衰变，其比例就会降低，于是死亡样品的年龄可以通过测量样品的放射性来确定。碳-14是放射性的，它的形成是由于宇宙射线撞击在地球大气层中氮的随机反应。当宇宙射线进入大气层，它们经过数重转化，包括中子的形成。这些中子会有以下的反应：
n + 14N → 14C + 1H
因为氮在地球大气层中的含量达80%，这个反应是较为普遍的。碳-14主要在30，000-50，000呎高空和较高的纬度形成，但碳-14却平均分布于大气层，并且会与氧进行反应而形成二氧化碳。二氧化碳会穿透海洋溶于水中。由于假设在一段长时间之中，宇宙射线通量（flux）是均等的，故可假设碳-14是均速形成的；因此，在地球大气层和海洋中放射性与非放射性的碳的比例是固定的：约为 1 ppt（part per trillion，1兆分之1：每一摩尔6万亿原子）。
植物进行光合作用吸入大气层中的二氧化碳，然后又被动物进食，故此所有生物都固定地与大自然交流著14C，直至它们的死亡。一旦它们死亡，这个交流就会停止，14C的含量就会透过放射衰变逐步减少。这个衰变可以用来计量一个已死的生物的死亡时间。
原本的测量是藉由数出个别碳原子的放射衰变量量（见液相闪烁计数），但这是一个不灵敏和受制于统计误差的测量：在开始的时候已并不多的14C，而由于此其半衰期很长，故很少原子会发生衰变，所以探测它们变得相当困难（例：刚死去时的衰变为4原子/秒·摩尔，10000 年后衰变为 1原子/秒·摩尔)。
利用粒子加速器（质谱仪）的技术，14C可以直接数出，灵敏度和敏感度因而大大提升。粗略的放射性碳定年通常以BP（before present）来表示。BP就是从1950年起以前的放射性碳年数。这是一个名义上于1950年14C在大气层水平（假定这个水平不变——见下文“校准”）。
放射性碳实验报告会是一个不肯定的数字，如3000±30BP指出一个标准偏差为30放射性碳年。传统地这个误差只包括统计数量的不确定，但一些实验室会提供一个“误差乘数(暂译:error multiplier)”，将这个数字乘不确定的数量就可计算出其他于测量中所出现的误差。
