有15种已知的碳同位素，其中12个碳（占天然碳的98.93％）和13个碳（1.07％）是两个稳定的同位素。 Carbon-14是寿命最长的同位素，半衰期为5，730年。寿命最短的碳同位素是Carbon-8，半衰期为1.98739 x 10-21秒。
同位素碳14用146C表示，其中上标14是原子质量，下标6是原子序数。 Carbon-14的自然丰度非常低，但其半衰期长，因此可用于辐射测。
当氮14与宇宙射线中的中子反应时，就会形成碳14，并在此过程中释放出质子。碳14然后与氧气反应生成14CO2，它与12CO2均匀地分布在大气中。
