眾所周知，空氣的主要成分是氮氣和氧氣。在宇宙射線的作用下，組成氮氣的氮原子的原子核會由原來的七個質(zhì)子變成了六個，形成一種分子量是十四的碳同位素——碳-14。碳-14以一定的衰變速率釋放出電子和能量后衰變成普通的氮。碳-14產(chǎn)生的速率與衰變的速率極為接近，所以，直到近代，地球上碳-14的含量一直沒有太大改變。在大氣層高空形成的碳-14原子不可能單獨存在很久，很快就會氧化成二氧化碳。這些二氧化碳在光合作用中被植物吸收，碳-14就成為植物的一部分。而動物與人類皆會因以植物為食而無可避免地間接吸入碳-14。

　　生物活著的時候會借著呼吸作用與自然界不斷作碳之交換，體內(nèi)的碳-14濃度與大氣中保持一致，當生物死亡停止與外界碳之交換后，生物遺骸就成一封閉系統(tǒng)。隨著時間的增加，遺骸中的碳-14就只能按照其固有的衰變速率逐漸減少，而碳-12的含量保持不變。因此只要測定其碳-14與碳-12的含量比例，按碳-14的放射性衰變公式進行計算，就能知道這個生物是什么時候死的。

　　根據(jù)上述原理，美國科學家W.F。利比于1949年成功創(chuàng)建了碳-14測年的常規(guī)方法，并因此榮獲1960年的諾貝爾化學獎。如今，碳-14常規(guī)測年法被考古學家和地質(zhì)學家所接受，成為確定舊石器晚期以來人類歷史年代的有力工具。

　　但這項技術(shù)也有不足之處。其一是精度不夠，且年代越遠誤差越大，有時竟達到幾百年。于是科學家們又發(fā)明了木輪年代校正曲線，這兩者結(jié)合可將誤差縮小到幾年甚至一兩年。其二，碳-14需要的樣品量比較大，但并不是所有遺址都能提供如此多的樣品量。隨著核物理學的發(fā)展，一種新的測定碳-14的方法面世了——加速儀質(zhì)譜學進行碳-14分析(AMS)。AMS具備常規(guī)法的一切優(yōu)點，同時又有許多優(yōu)勢：AMS的靈敏度與精度比常規(guī)法要好得多，此外AMS所需的標本量極少，只需幾毫克，幾乎可以實現(xiàn)無損傷檢測。

　　那么是否能用碳-14來確定一切古物的年代呢？答案是否定的。碳-14能測定的樣品只能是曾從大氣中獲取碳-14的有機物質(zhì)，如木炭、木材、骨骼、紙張、皮革等。且碳-14測年法也只能準確測出五六萬年以內(nèi)的古物；對于年代更久遠的古物，是無法準確測定出來的。