Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, qui compte dans son noyau 6 protons et 8 neutrons. Ca n'est pas le plus courant : le plus courant est le carbone 12, qui n'est pas radioactif, et dont le noyau est constitué de 6 protons et de 6 neutrons. Le carbone 14 est radioactif. C'est à dire qu'il se désintègre petit à petit en émettant des radiations. Mais il a les mêmes propriétés chimiques que le carbone 12, même s'il est un peu plus lourd. Donc le carbone 14 peut entrer dans la composition de n'importe quel être vivant.

Dans la nature, et principalement dans l'atmosphère, on trouve une quantité assez stable de carbone 14. C'est une petite proportion du carbone existant, mais elle est parfaitement détectable. Les êtres vivants, tant qu'ils sont vivants, utilisent ce carbone 14 comme du carbone normal, et donc ils ont tous la même quantité de ce carbone dans leurs organismes.

Mais une fois qu'un être vivant meurt, il arrête de renouveller son stock de carbone 14. Et comme le carbone 14 est radioactif, il disparaît petit à petit des restes de l'être vivant à vitesse constante (en théorie, car en partique, ce n'est pas tout à fait constant). Il est communément admis que le carbone 14 diminue de  moitié tous les 5730 ans. En mesurant le taux de carbone 14 présent dans un échantillon de matière organique, on peut donc en déduire à peu près quand remonte la mort de l'être vivant.

Les seules limitations de cette méthode de datation sont qu'elle ne s'applique qu'aux restes d'êtres vivants d'une part, et que d'autre part, au bout que quelques dizaines de milliers d'années, le carbone 14 a complètement disparu. Il n'est donc pas possible de dater par cette méthode les restes des dinosaures, par exemple !

Ainsi, la fourchette de datation pour le carbone 14 est de 50 à 50 000 ans...