5000多年，是我們比較熟悉的一個數字範圍，因為人類社會的曆史也不過是“上下五千年”。碳14這種放射性元素的半衰期和人類的曆史如此相近，正好成為考古學家非常有用的工具。
20世紀初，科學家們首次發現放射性同位素衰變現象，並利用此特性來測定地球各種礦物和岩石的年齡。1940年，美國芝加哥大學化學家利比通過實驗分析後發現，埋在地下的古代生物隨著時間的推移，其中遺體內有機化合物的氫和氧會變成水分而丟失，隻有碳元素能夠永存下去。自然界中碳有3種同位素，即穩定的碳12、碳13和放射性同位素碳14.
由於高能宇宙射線從太空不斷轟擊大氣層，會使大氣中部分氮原子變成放射性同位素碳14.大氣中的碳14和其他碳原子一樣，能跟氧原子結合成二氧化碳。當植物活著的時候，由於不斷進行光合作用，包括碳14在內的二氧化碳不斷地進入植物體內；植物被動物吃掉，碳14又進入動物體內。這些動植物體內的碳14也會衰變，但總有新的碳14來補充，因此不論這些活著的動植物屬何種品種以及它們生長在何處，其細胞組織中每1g碳內所包含的碳14數目都是相同的，大約為750億個，終身保持不變。
然而，一旦這些生物死亡並埋藏後，來自大氣的碳14不再進入動植物體內。而原先它們體內的放射性碳14仍在繼續不斷地進行β衰變，最後轉變為氮原子，因此生物死亡後體內碳14的含量就會一天天地減少。
此外，一些古代的物品，如織物、磚瓦、陶瓷器等表麵或氣孔會吸附微量碳粉，它們長期埋在地下，其中的碳14含量也會由於衰變而減少。
碳14的半衰期為5730年，即經過5730年以後，碳14的量隻剩下一半；再過5730年，碳14又減少一半。科學家隻需測量出古代生物遺體或古物內碳14經過衰變後的殘餘量，或者測定出碳14的放射強度（即碳14的衰變速度），即可相當準確地估計出其死亡年代，這種方法稱為“放射性碳14年代測定法”。利比因此榮獲1960年諾貝爾化學獎。
最早使用的碳14分析方法是液體閃爍計數法，但由於使用樣品較多、測量時間較長，後來逐漸被氣體正比計數法替代。氣體正比計數法隻需1g樣品，測定時間需10餘小時。20世紀70年代，科學家們又發明了高能加速質譜儀法，僅需0.2mg樣品，十幾分鍾即可獲得結果，精確度比先前提高數千倍。