Carbon-14, 14C, hay carbon phóng xạ, là một trong các đồng vị phóng xạ của nguyên tố carbon với hạt nhân chứa 6 proton và 8 neutron. Sự có mặt của nó trong vật chất hữu cơ là cơ sở cho phương pháp "định tuổi bằng đồng vị carbon" do nhà hóa lý Willard Libby và cộng sự (1949) sử dụng nhằm xác định tuổi của các mẫu khảo cổ học và địa chất kỷ Đệ tứ. Carbon-14 do các nhà vật lý và hóa học Martin Kamen và Sam Ruben phát hiện vào ngày 27 tháng 2 năm 1940 tại Phòng thí nghiệm Phóng xạ Đại học California ở Berkeley, mặc dù sự tồn tại của nó đã được Franz Kurie dự đoán từ năm 1934. Có ba loại đồng vị của carbon xuất hiện trong tự nhiên trên Trái Đất: 99% là carbon-12, 1% là carbon-13, và carbon-14 xuất hiện với một lượng rất nhỏ, "chiếm khoảng" một phần nghìn tỷ (0,0000000001%) của carbon trong khí quyển. Chu kỳ bán rã của carbon-14 là 5.730±40 năm. Carbon-14 phân hạch thành nitơ-14 thông qua phân rã beta. Nguồn chính trong tự nhiên của carbon-14 trên Trái Đất là do tia vũ trụ bắn phá nitơ trong bầu khí quyển, và do đó các nhà khoa học còn gọi nó là nuclit vũ trụ. Tuy vậy, những vụ thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển giai đoạn 1955–1980 cũng đóng góp một phần vào lượng này. Các đồng vị khác nhau của carbon có tính chất hóa học gần như nhau. Đặc tính này đã được áp dụng trong các nghiên cứu hóa học và sinh học với kỹ thuật "đánh dấu carbon": người ta sử dụng nguyên tử carbon-14 nhằm thay thế đồng vị carbon không phóng xạ nhằm theo dõi dấu vết các phản ứng hóa học và hóa sinh có sự tham gia của các nguyên tử carbon trong bất kỳ một hợp chất hữu cơ nào. Carbon-14 cũng được sinh ra từ những phản ứng hạt nhân khác có sự tham gia của neutron, bao gồm 13C(n,gamma)14C và 17O(n,alpha)14C với neutron nhiệt, và 15N(n,d)14C và 16O(n,3He)14C với neutron nhanh. Những lần phóng thích vật chất vành nhật hoa từ Mặt Trời cũng là một trong các nguyên nhân sản sinh ra carbon-14. Gió Mặt Trời chứa những luồng hạt proton năng lượng cao va chạm vào khí quyển đã làm tăng lượng carbon phóng xạ mà các nhà địa chất đã ghi nhận có sự tăng nồng độ trong vòng cây ở thực vật trong năm 774-775 sau Công nguyên. Định tuổi bằng carbon phóng xạ là phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ sử dụng (14C) để xác định tuổi của vật liệu hay mẫu có chứa carbon với độ tuổi lên tới 60.000 năm. Kỹ thuật này do nhà hóa lý Willard Libby và cộng sự phát minh năm 1949 trong khi ông là giáo sư tại Đại học Chicago. Libby ước lượng rằng sự phóng xạ trao đổi được của carbon-14 là xấp xỉ 14 hạt nhân 14C phân hủy trên một phút (dpm) trên một gam chứa thuần túy carbon, kết quả này vẫn còn sử dụng cho đến ngày nay và trở thành "tiêu chuẩn xác định carbon phóng xạ hiện đại". Nhờ nghiên cứu này, Libby nhận Giải Nobel Hóa học năm 1960. Một trong những kỹ thuật hay áp dụng là xác định niên đại của mẫu hữu cơ tồn tại ở các khu khảo cổ. Thực vật cố định carbon trong khí quyển trong quá trình quang hợp do vậy mức 14C trong thực vật và động vật khi chúng chết xấp xỉ bằng mức 14C có trong khí quyển ở thời điểm đó. Tuy nhiên, lượng carbon-14 sau đó giảm đi do quá trình phân rã, cho phép các nhà khảo cổ xác định được niên đại mà thực vật chết hoặc thời điểm nó cố định carbon lần cuối. Mức 14C ban đầu dùng cho tính toán có thể ước lượng được, hoặc so sánh trực tiếp với dữ liệu đã biết theo chuỗi thời gian từ dữ liệu đếm vòng-cây (phương pháp xác định tuổi thọ của cây) lên tới 10.000 năm trở về trước (sử dụng các dữ liệu bổ sung từ các cây còn sống và đã chết xung quanh vùng đó), hoặc từ các hang trầm tích (speleothems), cho phép xác định niên đại tới 45.000 năm từ hiện tại. Kết quả tính toán hoặc (chính xác hơn) so sánh trực tiếp mức carbon-14 trong mẫu khảo cổ với mức carbon-14 của vòng cây hoặc của hang đá trầm tích đã biết tuổi, sẽ cho biết tuổi của mẫu gỗ hay xương lúc thực - động vật chết. Các vụ thử nghiệm hạt nhân trong bầu khí quyển do một số quốc gia thực hiện từ 1955 đến 1980 (xem danh sách) đã làm tăng một lượng đáng kể carbon-14 trong khí quyển và hệ quả là cả sinh quyển; sau khi các nước ngừng các vụ thử nghiệm trên không, mức độ của đồng vị phóng xạ này bắt đầu giảm. Một hiệu ứng bê lề của sự thay đổi carbon-14 trong khí quyển đó là nó cho phép một số tùy chọn cho việc xác định năm sinh của một cá nhân, cụ thể là đo lượng carbon-14 trong men răng, hoặc lượng carbon-14 tập trung trong thấu kính của mắt người đó. Lượng carbon-14 trong sinh quyển Trái Đất vào khoảng 300 megacuries (11 EBq) với đa phần trong đại dương. Sự phân bố của carbon-14 như sau: Do mọi nguồn thức ăn của con người đều xuất phát từ thực vật hay động vật, lượng carbon trong cơ thể có chứa carbon-14 sẽ bằng với mật độ của nó trong khí quyển. Tốc độ phân rã của Kali-40 và Carbon-14 trong cơ thể một người lớn bình thường là đáng kể (khoảng hai, ba nghìn phân rã trên giây). Phân rã beta từ carbon phóng xạ bên ngoài (từ môi trường) đóng góp xấp xỉ 0,01 mSv/năm (1 mrem/năm) vào liều tương đương bức xạ ion ảnh hưởng vào một người. Lượng tương đương này khá nhỏ so với liều lượng của Kali-40 (0,39 mSv/năm) và radon (biến đổi) mà một người phải chịu từ môi trường. Carbon-14 còn được dùng làm chất đánh dấu phóng xạ trong y học. Trong các thử nghiệm ban đầu về nồng độ Urê trong hơi thở, phục vụ cho chẩn đoán "Helicobacter pylori", urê được đánh dấu với khoảng carbon-14 khi đưa vào bệnh nhân (hay là 37.000 phân rã trên giây). Nếu bị nhiễm "H. pylori", enzyme xúc tác từ vi khuẩn thủy phân urê thành amonia và carbon dioxide đã được đánh dấu phóng xạ, và thiết bị đo phóng xạ sẽ phát hiện được qua hơi thở bệnh nhân. Kiểm nghiệm hơi thở urê 14-C đã được thay thế bằng kiểm nghiệm urê 13-C với ưu điểm không cần tới tính phóng xạ của chất đánh dấu.