碳-14年代测定法是考古学中广泛采用的一种测定含碳物质年龄的方法。这种方法是通过测定被测物中碳-14含量，并通过该含量来推测被测物的大致年龄的方法。它最早由美国的利比（W.F.Libby）提出，并于1949年发表了碳-14测定年代的实践结果。也因此于1960年获得诺奖。那么，这种方法的原理是什么呢？

    我们知道碳-14是碳的一种具有放射性的同位素。它会不断的发生衰变，其半衰期为5730±40年。因此，如果某一物质中在初始状况下，其含有的碳-14的原子数量是一定的，并且在没有外界环境向该物质补充碳-14的情况下，该物质中含有的碳-14原子的数量将会随着衰变的发生而不断减少。减少的数量遵循原子核衰变的规律。假设该物质最初含有碳-14的原子数为N0，用T表示碳-14的半衰期，经过一段时间t后，该物质中所剩的碳-14的原子数为N。那么按照原子核衰变规律就有N=No*(1/2)^(t/T)。其中半衰期T是已知的。很显然，假如我们知道这个物质在初始状态下含有的碳-14原子数为N0，并根据实验测得该物质当前所含的碳-14原子数为N，就可以计算出该物质从含有N0个碳-14原子起，变化到含有N个碳-14所经历的时间t。这个时间t就可以认为是它的大致年龄。

    但是，问题的关键是我们如何能知道这个物质在最初状态下含有的碳-14的量是多少呢？这就需要从碳-14 的来源加以考证。以植物为例，植物在生长的过程中需要从空气中吸收大量的二氧化碳，因此植物中的碳-14主要来自于空气中的二氧化碳，在这些二氧化碳中，有微量的由碳-14构成的二氧化碳。

    然而空气中的碳-14也会随着衰变的发生而不断减少。但是由于存在不断射向地球的高能宇宙射线，这些高能宇宙射线在穿越大气层时，与大气物质相互作用，产生大量的中子。中子很容易和大气中的氮原子发生作用：一个氮-14原子在接受一个中子后，转化为一个碳-14原子，并释放出一个质子。这些因高能宇宙射线的影响而新增的碳-14原子很快与大气中的氧原子结构而生成二氧化碳。

    因此，大气中碳-14含量的变化，主要表现为两方面：一方面，衰变使其中的碳-14含量减少；另一方面，由高能宇宙射线与大气物质相互作用而产生的碳-14又增加了大气中碳-14的含量。在宇宙长期的演化过程种，这种“增加”与“减少”基本上已经达到了一个动态平衡的状态。即：大气中碳-14的减少量等于碳-14的增加量。因此可以认为，大气中碳-14的含量在相当长的一段时间内保持着一个稳定的数值。也就是说现在大气中的碳-14的含量与几万年前甚至更久的时间以前都是相同的。

     植物在生长的过程中，会不断从大气中吸收二氧化碳，因此其中的碳-14的含量是受到大气中碳-14的含量影响的。由于大气中的碳-14含量相对稳定，所以，在植物生长过程，其碳-14的含量也是相对稳定的，或者说与外环境中的碳-14的含量存在一定的对应关系，这个含量就可以被认为是该植物初始的碳-14含量。当植物一旦死亡，不再从外部吸收碳元素，那么，它自身内部的碳-14含量就会遵循衰变周期，而不但减少。这样我们在测定出一个植物化石中碳-14的含量后，对比当前外环境中碳-14的含量，就可以大致推算出该植物化石中的植物死亡的年代了。

    事实上我们可以这样来理解，如果某个物质与外环境存在碳交换或或者说碳循环，那么当外环境中碳-14含量相对稳定，该物质中的碳-14的含量也相对稳定，并且和外部碳-14含量存在一定的对应关系。当该物质与外环境停止碳循环后，比如与外环境隔绝，或植物死亡的情况下，其碳-14含量则按照衰变周期不断减少，并且时间越长，含量越少。利用碳-14测定被测物的年龄，实际指的是该被测物与外环保停止碳循环后开始的时间。