根據碳-14（14C））的β-衰變產生的自然衰減而建立的計時方法。又稱放射性碳法。地球上天然14C主要是在大氣圈上層（12～16公裡）高空中以近於恒定的速率產生，而後通過大氣迴圈、水圈迴圈、植物光合作用、生物體新陳代謝、海洋交換等過程，以大致恒定的數量均勻地分佈於大氣圈、水圈、生物圈中所有參與交換的含碳物質中。含碳物質一旦停止瞭與外界的交換，14C就因放射性衰變而呈指數減少
α=αoe-λt
α為含碳樣品中14C的放射性比活度（指單位質量物質中的放射性活度）；αo為處於交換狀態中碳的放射性比活度；λ為14C的衰變常數；t為樣品的年齡。
14C年齡測定基於下列前提：①14C在所有交換儲集庫中分佈均勻，現代碳的放射性比活度是一常數，不隨地理位置和物質種類而變化；②若幹萬年以來，大氣二氧化碳的放射性比活度不隨時間而變化；③樣品在停止瞭14C交換以後保持封閉。
目前14C法測定的年齡一般為5萬年左右，最大限度不超過7萬年。因此，凡是幾萬年以來的含碳物質均可作為14C法樣品。例如動植物的殘骸、含同生有機質的沉積物和土壤、生物碳酸鹽（貝殼、珊瑚）、無機碳酸鹽、含碳的古代文化遺物等。所以14C法主要應用於第四紀地質歷史以及古地理、古氣候、海洋、考古研究等方面。