同位素是指原子序数相同，而质量数不同的各种原子。在元素周期表中占同一位置，其化学性质几乎相同。如C12、C13、C14。其中C14(碳十四)是具有放射性的同位素。所谓放射性同位素是指自然界存在的一些最重的元素，会发出三种辐射。而同位素断代法正是利用了放射性同位素的蜕变周期。

蜕变也叫衰变，放射性元素的半衰期即表示衰变的快慢。不同原子半衰期有很大差别。在考古学上，通过用常规的放射性衰减技术法测量C14的丰度(多少)。C14的含量与现在C为标准进行比较，就可推知该样品的年代了。这就是所谓的碳十四同位素断代法(也称同位素检测法)。实际上，鉴定古地图可以用超灵敏的加速器质谱技术，其技术也是建立在同位素检测原理上，但要先进很多。质谱技术测试时间更短，精度更准，相应的测年误差为正负50年。