Deze dateringsmethode werkt alleen bij het onderzoek naar levende wezens. Er wordt dan ook veel gebruik van gemaakt bij dateringen van skeletten of het paneel waarop een schilderij is aangebracht.

We worden elke dag blootgesteld worden aan radioactieve en kosmische straling (uit de ruimte). Deze kosmische straling treft ook planten en dieren. Deze straling zorgt ervoor dat sommige stikstofatomen omgezet worden in radioactieve C-14 stralen. De C-14 reageert met zuurstof en vormt kooldioxide. Dit gas wordt door fotosynthese opgenomen door planten. Mensen en dieren eten planten en nemen dus indirect ook kooldioxide op.

In de lucht vindt men zowel C-12 (niet radioactief) als C-14 (radioactief) terug. Het levend wezen heeft dus beide opgenomen en bij de dood is hun verhouding constant. Zodra een levend wezen sterft, neemt het geen koolstof meer op. Maar de C-14 (radioactief) vervalt en de C-12 (niet radioactief) niet. Dit radioactieve verval is constant: om de 5730 jaar verdwijnt er de helft. Dus na 5730 jaar de helft, na 11.460 nog een vierde, en zo verder... Men kan dus het moment dateren waarop een levend organisme komt te sterven.

Er zijn echter nadelen verbonden aan deze methode. Zo werkt ze voor heel oude objecten (meer dan 60.000 jaar oud) niet zo goed, omdat de hoeveelheid C-14 dan wel heel erg klein wordt. Daar komt nog bij dat deze methode vertrekt van het principe dat de verhouding C-12 en C-14 in de atmosfeer constant blijft. De laatste 50 jaar is dat in ieder geval niet zo, door de massale C02-uitstoot.