動植物は生きている間、呼吸や摂食を通じた炭素交換によって環境との平衡を保っている。したがって、陸生の場合は大気と同じ割合、海生の場合は海水と同じ割合のを持つことになる。動植物が死ぬとの供給は止まるが、死んだ時点で生体物質に含まれていたは崩壊を続けるので、死骸の中でに対するの存在比は徐々に減っていく。の崩壊速度は分かっているので、その存在比を通じて試料が炭素交換を止めてからの時間を求めることができる。放射性同位体の崩壊は一般に以下の式に従う。試料の/比は最初大気と等しかったと仮定する。試料の量は既知なので試料中の全炭素原子数は算出でき、それらから試料の初期原子数が求められる。あとは現在の原子数を測定すれば上式を用いて試料年代を計算することができる。上記の計算ではいくつかの仮定を置いている。大気のレベルが時間的に変化しないというのはその一つである。実際には大気のレベルは過去に大きく変動しているため、上式から得られた値は別のソースからのデータを用いて較正する必要がある。後述するように、試料中の測定値から年代推定値に換算するための較正曲線が存在する。換算の過程で「放射性炭素年代」という値が出てくるが、これは較正曲線を適用せずに大気中/比が不変だという仮定に依拠している値を意味する。炭素リザーバー.年代測定に影響する要因.大気中/比の変動.同位体分別.リザーバー効果.リビーが最初に発表した炭素交換リザーバー仮説では/比が世界中どこでも一定だと仮定していたが、その後リザーバー間の差異を作り出す要因がいくつか見つかっている。海洋効果.半球効果.その他の効果.