El carbono14 es una de las formas en las que se encuentra este elemento en la atmósfera (es radioactivo e inestable). Las plantas asimilan el carbono de la atmósfera en el proceso de fotosíntesis y los animales lo incorporan a través de la alimentación o bien mediante la respiración. De este modo, mientras la planta o el animal estén vivos, el nivel de C14 de su organismo se encuentra equilibrado con respecto al que hay en la atmósfera. Por esta razón, los materiales analizados deben ser restos orgánicos.
Al morir el animal o la planta, el porcentaje de C14 en cada organismo empieza a disminuir, siguiendo un ritmo conocido: a los 5730 años de producirse la muerte, el resto fósil ha perdido el 50% de su C14 (y desaparece completamente a los 57.300). Para saber la antigüedad hay que saber cuánto C14 queda en el organismo que estamos analizando, estimándose además, el C14 que habría en la época.
