অধিকাংশ কার্বন পরমাণুর ক্ষেত্রে ৬টি নিউট্রন ও ৬টি প্রোটন নিয়ে কার্বন পরমাণুর নিউক্লিয়াস তৈরি হয়। তবে প্রায় প্রতি ১০০ কার্বন পরমাণুর ক্ষেত্রে একটি অতিরিক্ত নিউট্রন দেখা যায়। ফলে কার্বন পরমাণুর নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রনের মোট সংখ্যা দাঁড়ায় ১৩, ভরও কিছুটা বেশি হয়। তবে ভর বেশি হওয়া ছাড়া কার্বন-১৩ এর রাসায়নিক ধর্ম প্রায় একই রকম হয়, অন্যান্য কার্বন পরমাণুর মতই আচরণ করে।
আরও দুর্লভ কার্বন পরমাণুও দেখা যায়। এদের বলা হয় কার্বন-১৪। এদের পরমাণুতে ৬টি প্রোটন এবং ৮টি নিউট্রন থাকে। এদের রাসায়নিক ধর্ম অন্যান্য কার্বন পরমাণুর মতই। বায়ুমণ্ডলের একেবারে ওপরের দিকে কসমিক রশ্মি বা মহাজাগতিক রশ্মির আঘাতে নাইট্রোজেন পরমাণু কার্বন-১৪ পরমাণুতে পরিণত হয়।
তবে সমস্যা হল কার্বন-১৪ পরমাণু স্থায়ী হয় না। এগুলো নিজে থেকেই ভেঙে আবার নাইট্রোজেনে পরিণত হয়। যাকে বলে তেজস্ক্রিয় ক্ষয়। একটি কার্বন-১৪ পরমাণু কতদিন স্থায়ী হবে এটি নিশ্চিত করে বলা যায় না। একটি কার্বন-১৪ পরমাণুর আয়ু কয়েকদিন থেকে শুরু করে কয়েক হাজার বছর পর্যন্ত হতে পারে। এদের অর্ধায়ু ৫৫৬৮ বছর অর্থাৎ কোথাও কার্বন-১৪ এর নমুনা রেখে দিলে তা অর্ধেক হতে ৫৫৬৮ বছর লাগবে।
বায়ুমণ্ডলের ওপরের দিকে এভাবে নাইট্রোজেন থেকে কার্বন-১৪ পরমাণু তৈরি হওয়া এবং তা ভেঙে আবার নাইট্রোজেনে পরিণত হওয়া ক্রমাগত চলতে থাকে যার ফলে বায়ুমণ্ডলে সবসময়ই কার্বন-১৪ পরমাণুর একটি নির্দিষ্ট অনুপাত বজায় থাকে। এই বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে উদ্ভাবিত হয়েছে রেডিও কার্বন ডেটিং বা কার্বন-১৪ পরমাণুর অনুপাত নির্ণয়ের মাধ্যমে ফসিলের বয়স নির্ণয়ের পদ্ধতি।
