自然界中碳元素有三種同位素，即穩定同位素12C、13C和放射性同位素14C。

14C由美國科學家馬丁·卡門與同事撒母耳·魯賓於1940年發現。 

14C的半衰期為5730年，14C的應用主要有兩個方面：一是在考古學中測定生物死亡年代，即放射性測年法；二是以14C標記化合物為示蹤劑，探索化學和生命科學中的微觀運動。

一、利用宇宙射線產生的放射性同位素碳—14來測定含碳物質的年齡，就叫碳—14測年。已故著名考古學家夏鼐先生對碳—14測定考古年代的作用，給了極高的評價：“由於碳—14測定年代法的採用，使不同地區的各種新石器文化有了時間關係的框架，使中國的新石器考古學因為有了確切的年代序列而進入了一個新時期。

那麼，碳—14測年法是如何測定古代遺存的年齡呢？

原來，宇宙射線在大氣中能夠產生放射性碳—14，並能與氧結合成二氧化碳形後進入所有活組織，先為植物吸收，後為動物納入。只要植物或動物生存著，它們就會持續不斷地吸收碳—14，在機體內保持一定的水準。而當有機體死亡後，即會停止呼吸碳—14，其組織內的碳—14便以5730年的半衰期開始衰變並逐漸消失。對於任何含碳物質，只要測定剩下的放射性碳—14的含量，就可推斷其年代。

碳—14測年法分為常規碳—14測年法和加速器質譜碳—14測年法兩種。當時，Libby發明的就是常規碳—14測年法，1950年以來，這種方法的技術與應用在全球有了顯著進展，但它的局限性也很明顯，即必須使用大量的樣品和較長的測量時間。於是，加速器質譜碳—14測年技術發展起來了。

加速器質譜碳—14測年法具有明顯的獨特優點。一是樣品用量少，只需1～5毫克樣品就可以了，如一小片織物、骨屑、古陶瓷器表面或氣孔中的微量碳粉都可測量；而常規碳—14測年法則需1～5克樣品，相差3個數量級。二是靈敏度高，其測量同位素比值的靈敏度可達10-15至10-16；而常規碳—14測年法則與之相差5～7個數量級。三是測量時間短，測量現代碳若要達到1%的精度，只需10～20分鐘；而常規碳—14測年法卻需12～20小時。

正是由於加速器質譜碳—14測年法具有上述優點，自其問世以來，一直為考古學家、古人類學家和地質學家所重視，並得到了廣泛的應用。可以說，對測定50000年以內的文物樣品，加速器質譜碳—14測年法是測定精度最高的一種。

目前，國內有北京大學和西安加速器質譜中心提供C14定年服務！美國BETA實驗室也在北京設立辦事處為國內考古工作者提供測量服務。