1947年，美国芝加哥大学化学家弗兰克·利比，首次用放射性同位素碳14，准确测定了曾经有过生命的有机体的年代。碳14测年法的发明，对于考古学、海洋学和地球科学是一个巨大的贡献。
在历史的漫漫长路上，人类许多的文明成果都被岁月的风尘湮没了。为了分辨人类的历史脚步，考古学诞生了。但在很长的一段时间里，考古学家只能根据历史记载和古历法等来考证人类的历史进程，而对于没有记载的历史年代便难以查清了。
美国芝加哥大学化学家弗兰克·利比为寻找一种准确考定历史年代的科学方法，查阅了很多先驱者的论文。其中，英国著名科学家卢瑟福的论文给了他很大的启发。卢瑟福曾建议用岩石中积累的放射性衰变元素来确定地壳中岩石的年龄。“确定年龄”这四个字，对于利比具有极大的吸引力，这不正是他日夜思念的研究课题吗？
研究表明，自然界中的一切物质都是由化学元素组成的，化学元素分为两大类，一类是稳定的元素，另一类是放射性元素。放射性元素的原子不断放射射线，并逐渐转变为另一种原子，这种现象称为放射性衰变。这种衰变是有一定规律的，因此，放射性衰变的规律以及衰变的产物都与时间这个因素有关，也就是说，它们可以被用来确定时间的变化。
卢瑟福给利比的最大启示就是确定年龄与放射性有关。可是，利用什么化学元素的放射性呢？这个问题就要由利比来解决了。
在自然界，由化学元素组成的物质分为两大类，一类是无机化合物，例如岩石、矿物和盐类，最普通的就是我们吃的食盐（氯化钠）。第二大类是有机化合物，它主要由碳、氢、氧三种元素组成。动物和植物等有生命的物质的体内存在着大量的有机化合物。通过以上分析，利比恍然大悟，考古学的对象不就是动物和植物的化石、古代的建筑吗？其中不就存在着大量的有机化合物吗？
下一个问题是应该选择有机化合物组成中的哪一个元素，首选的当然是碳，因为在古代的遗物和遗址中，随着时间的推移，有机化合物中的氢和氧是要变成水分而丢失的，只有碳这个元素是能够永存下去的。选择碳的另一个原因是碳这个元素存在着碳14这个放射性同位素。
那么，天然有机化合物和动植物体内为何会存在碳14呢？研究发现，宇宙射线从太空不断轰击大气层，这种轰击会使大气层中部分普通的碳原子形成放射性碳原子。利比认为，当植物活着的时候，由于不断地进行光合作用，二氧化碳（包括碳12和碳14）不断地进入植物体内，植物被动物吃掉，碳14又进入动物体内。因此动植物体内的碳14的含量是不断变化的。但是，一旦植物或动物死亡了，植物不再吸收大气中的二氧化碳，动物也不再吃植物了。于是，动植物在死亡以后的年代里，其中的碳12不再发生变化，其数量固定了下来。可是，碳14是放射性同位素，仍在继续不断地进行衰变，因此死亡动植物体内的碳14的含量在一天天地减少。碳14的量是可以通过测量其放射性确定下来的。碳14的半衰期为5730年，即经过5730年以后，碳14的量只剩下了一半。
利比看出运用这种规律有助于测定古代有机物的年代，便决定用考古学上已经十分确定的遗迹来核对他的考古学时钟。他选中了举世闻名的金字塔，因为埃及在建造金字塔时是有确切的年代记载的。利比把3700年前埋在埃及法老塞奴斯芮特三世墓中一艘船的木料拿来测验，结果断定它有3621年历史。
放射性碳测定年代法所能断定的年份最久的达50000年，但是在测定如此悠久的年代时不一定太准确，因为大气层中的放射性碳含量可能已有增减。尽管如此，放射性碳测定年代法仍然是最常用的考古方法。
